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Thema dieser Arbeit ist die evolutive Optimierung der T7-RNA-Polymerase. Zur Stabilisierung technischer oder therapeutischer RNA-Moleküle gegenüber RNAsen wäre es wünschenswert eine RNA-Polymerase zu generieren, welche RNA vollständig aus 2’- modifizierten Nucleotiden synthetisieren kann. Zu diesem Zweck wurde ein kombiniertes Selektions- und Screeningverfahren zur Durchmusterung von Variantenbibliotheken der T7- RNA-Polymerase hinsichtlich des Einbaus von 2’-Methoxy-modifizierten Nucleotiden in RNA entwickelt. Es wurden ein gut handhabbarer, cis-regulierter Expressionsvektor sowie ein Selektionsplasmid erzeugt, die zusammen in E. coli ein in-vivo-Selektionssystem bilden, mit dessen Hilfe man Zellen, welche T7-RNA-Polymerase-Aktivität zeigen anhand ihrer grünen Fluoreszenz identifizieren konnte. Durch error-prone PCR wurden Mutantenbibliotheken generiert, und diese in das Selektionssystem eingesetzt. So konnte die Anzahl der potentiell zu testenden Varianten erheblich gesenkt werden. Zur Bestimmung der T7-RNA-Polymerase- Aktivität mit 2’-Methoxy-modifizierten Nucleotiden wurde ein Fluoreszenz-basierendes Assay etabliert. Dieses Assay, das nicht mit radioaktiv-markierten Nucleotiden arbeitete und keinen gelelektrophoretischen Separationsschritt benötigte, konnte in allen Schritten zur parallelen Bearbeitung von 96 Proben in einem Mikrotiterplatten-Format angepasst werden, so dass es prinzipiell hochdurchsatzfähig war und sich zum Screening umfangreicher Variantenbibliotheken eignete. Die Assay-Reaktion kann dabei auch unkompliziert auf ein Screening von RNA- oder DNA-Polymerase-Bibliotheken hinsichtlich anderer Eigenschaften der Polymerase-Aktivität übertragen werden.

Afin de comprendre le processus de spéciation, il est nécessaire d'appréhender les patrons de flux géniques entre espèces naissantes et le rôle de la sélection dans leur détermination. C'est ce que tente d'aborder cette thèse en utilisant comme modèle deux sous-espèces de la souris domestique, Mus musculus. Nous avons reconstitué l'histoire de leur différenciation sur la base du polymorphisme de séquence à 60 locus autosomaux. La simulation du coalescent de ces locus sous plusieurs scenarios historiques nous a permis d'inférer, via une méthode ABC (Approximate Bayesian Computation), une divergence ancienne des sous-espèces (1,5Ma). Elle fut suivie d'une longue phase d'isolement (1,2Ma) précédant une phase d'échanges génétiques débutant bien avant la formation de la zone hybride européenne actuelle. La phase d'isolement a été assez longue pour expliquer une grande partie des incompatibilités génétiques observées actuellement. Les flux génétiques anciens et prolongés pourraient avoir favorisé le renforcement comportemental de l'isolement reproductif. Nous étudions aussi la relation entre le mode d'évolution de 77 régions génomiques autosomales et leur comportement d'introgression à travers une zone hybride. Le taux de recombinaison locale semble déterminer en partie les introgressions symétriques et limitées de certains locus. Toutefois tel n'est pas le cas pour 40% des locus, qui présentent une introgression asymétrique dans l'une ou l'autre direction. Nous proposons que l'introgression coté musculus soit majoritairement contrôlée par la sélection et que l'introgression coté domesticus soit influencée par un déplacement de la zone hybride vers le territoire musculus. / Understanding the speciation process requires to appraise patterns of gene flow between incipient speices as well as the role of selection in their determination. This thesis attempts to do so using two subspecies of the house mouse, Mus musculus, as a model. We inferred the history of their differentiation based on sequence polymorphism data at 60 autosomal loci. By simulating the coalescent of these loci under several historical scenarios we were able to infer, using an ABC (Approximate Bayesian Computation) method, an ancient divergence of the subspecies (1.5 MY). This was followed by a long period of isolation (1.2 MY) preceding a phase of genetic exchanges that started well before the formation of the present European hybrid zone. The isolation phase lasted long enough to explain a majority of the present genetic incompatibilities. Ancient and lasting gene flow could have favoured a behavioural reinforcement of reproductive isolation. We a lso studied the relationship between the mode of evolution of 77 autosomal genomic regions and their introgression patterns across a hybrid zone. Local recombination rates variations seem to partly account for the patterns observed at some loci with limited and symmetrical introgression. However such is not the case for 40% of the the loci showing asymmetrical introgression in on direction or the other. domesticus results from a movement of the hybrid zone from domesticus to musculus.

A tese apresenta um método para a solução dos problemas do valor inicial (PVIs) com margens de erro comparáveis às de métodos numéricos consagrados (MN), tanto para a função quanto para suas derivadas. O método é aplicável a equações diferenciais (EDs) lineares ou não, sendo o ferramental desenvolvido até a quarta ordem, que pode ser expandido para ordens superiores. A solução é uma expressão polinomial de alto grau com coeficientes expressos pela razão entre dois inteiros. O método se mostra eficaz mesmo em alguns casos em que os MN não conseguiram dar a partida. As resoluções são obtidas considerando que o espaço de soluções é um espaço de Hilbert, equipado com a base completa dos polinômios de Legendre. Em decorrência do método aqui desenvolvido, os majorantes de erros para a função e derivadas são determinados analiticamente por um cálculo matricial também deduzido nesta tese. Paralelamente a toda fundamentação analítica, foi desenvolvido o software SAM, que automatiza todas as tarefas na busca de soluções dos PVIs. A tese propõe e verifica a validade de um novo critério de erro no qual pesam tanto os erros locais quanto os erros globais, simultaneamente. Como subprodutos dos resultados já descritos, igualmente integrados ao SAM, obtiveram-se também: (1) Um critério objetivo para analisar a qualidade de um MN, sem necessidade do conhecimento de seu algoritmo; (2) Uma ferramenta para aproximações polinomiais de alta precisão para funções de quadrado integrável em determinado intervalo limitado, com um majorante de erro; (3) Um ferramental analítico para transposição genérica (linear ou não) dos PVIs até 4ª ordem, nas mudanças de domínio; (4) As matrizes de integração e diferenciação genéricas para todas as bases polinomiais do espaço de Hilbert. / This thesis shows a new method to get polynomial solutions to the initial value problems (IVP), with an error margin comparable to the consecrate numerical methods (NM), for both the function and its derivatives. The method works with differential equations (DEs) linear or not, beeing the developed tolls available until 4th order, whose can be expanded to higher orders. The solution is a polynomial high degree expression with coefficients expressed by the ratio between two integers. The method behaves efficiently even in some cases that NM cannot get started. The resolutions are gotten considering that, the solution space is a Hilbert space, equipped with a complete set basis of Legendre Polynomials. Due the method here developed, the errors majoratives for the function and its derivatives are found analytically by a matrix calculus, also derived in this thesis. Beside all analytical foundation, a software (SAM) was developed to automate the whole process, joining all the tasks involved in the search for solutions to the IVP. This thesis proposes, verifies and validates a new error criterion, which takes in account simultaneously the local and global errors. As sub-products of the results described before, also integrated to the SAM, the following achievements should be highlighted: (1) An objective criterion to analyze the quality of any NM, despite of the knowledge of its algorithm; (2) A tool for a polynomial approximation, of high precision, for functions whose square is integrable in a given limited domain, with an errors majorative; (3) A tool-kit for a generically transpose (linear or not) of the IVPs domain and form, taking into account its derivatives, until the 4th order; (4) The generic matrices for integration and differentiation for all the polynomial basis of the Hilbert space.

Nos ultimos anos o uso de tecnicas de aprendizado computacional tornou se uma das tarefas comumente realizadas, pois tem inumeras aplicacoes de reconhecimento de padroes, tais como: reco- nhecimento de voz, classificacao de texto, reconhecimento facial, diagnostico por imagens medicas, entre outras. Dessa forma, um grande numero de tecnicas que lidam com este tipo de problema tem sido desenvolvido ate o momento. Neste trabalho apresentamos uma alternativa para melhorar a taxa acerto de classificacao do classificador binario SLS, que apresentou resultados comparaveis com as SVMs. Nesse metodo, o Gradiente Descendente e utilizado para otimizar a posicao final dos conjuntos de segmentos de reta que representarao cada classe. Embora convirja rapidamente a um valor otimo, muitas vezes e possivel o algoritmo parar em uma regiao de otimos locais, que nao representa o minimo global. Dado esse problema, foram utilizados diferentes algoritmos evolutivos em combinacao com o Gradiente Descendente a fim de melhorar a acuracia do classificador SLS. Adicionalmente a aplicacao de algoritmos evolutivos na fase de treinamento do classificador SLS, foram exploradas duas propostas: (i) explorar o uso de diferente numero de segmentos de reta para representar a distribuicao de dados de cada classe. Dado que no algoritmo original do metodo SLS o numero de segmentos de reta e igual para cada classe, o qual pode significar alguma perda de acuracia ou sobreposicao dos segmentos de reta; (ii) estimar a melhor combinacao de segmentos de reta a serem usados para cada classe. O uso de diferentes quantidades de segmentos de reta por classe pode ser de ajuda na obtencao de melhores porcentagens de acerto, mas determinar uma quantidade otima que permita representar cada classe, e um trabalho dificil. Assim, usamos o algoritmo X-Means, que e um algoritmo de agrupamento, para estimar o numero de segmentos de reta. As propostas exibiram bons resultados que possibilitam a aplicacao do classificador SLS, com um algoritmo de treinamento hibrido, em problemas reais. / During the past years, the use of machine learning techniques have become into one of the most frequently performed tasks, due to the large amount of pattern recognition applications such as: voice recognition, text classification, face recognition, medical image diagnosis, among others. Thus, a great number of techniques dealing with this kind of problem have been developed until now. In this work, we propose an alternative training algorithm to improve the accuracy of the SLS binary Classifier, which produces good results that can be compared to Support Vector Machines. In that classifier, the Gradient Descent method has been used to optimize the final positions of two sets of straight line segments that represent each class. Although, this method quickly converges to an optimum, it is possible that the algorithm stops at a local optimum region, which does not guarantee a global minimum. Given that problem, we combine evolutive optimization algorithms with the gradient descent method to improve the accuracy of the SLS Classifier. In addition to our proposal of using evolutive algorithms, we also developed two proposals: (i) we explore the use of different number of straight line segments to represent the data distribution. Since the original SLS classifier algorithm uses the same number of segments for each class, which could lead to a loss of accuracy or straight line segments overlapping. So, using different number of segments could be the way to improve the accuracy; (ii) estimate the best combination of straight line segments to represent each class. Finding an optimal combination, can be a very difficult problem, so we propose the X-Means algorithm to determine the number of segments. The proposed methodology showed good results which can be used to solve some other real problems with the SLS classifier using the proposed hybrid training algorithm.

Made available in DSpace on 2016-04-26T18:15:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 COS - Roberto Abdelnur Camargo.pdf: 651947 bytes, checksum: 592987c7d56bf03f3e0cf3a6b1067265 (MD5) Previous issue date: 2006-10-10 / Processes of communication may be treated as a scene and, in every scene, lighting has a preponderant importance. In spite of that, the role of lighting in all processes of communication is neglected by the specific bibliography in the area. The goal of this thesis is to investigate the relation between lighting and scene, based upon the corpomidia theory (KATZ & GREINER 1999, 2000, 2001, 2003, 2005), with a hypothesis that contradicts the hegemonic tendency of considering lighting as something that is separated from the process of communication in theatre. Lighting and scene should be seen as co-evolutive phenomena if we understand that all kinds of body in the world negotiate their permanence with the environment, what implies in constant exchange of information between them. This exchange involves adjustments in both parts and makes them always codependents. The first chapter brings a reflection about the main works published concerning the theme, describing and discussing the usual methods employed in stage lighting. The second chapter exploits the question from the viewpoint of the corpomidia theory, proposing that lighting and scene change and evolve themselves permanently, in real time, one directly influenced by the other. The last chapter discusses two performances: an example of stage lighting that contradicts the corpomidia theory a nd another one that is in accordance to it / Processos de comunicação podem ser tratados como uma cena e, em qualquer cena, a luz desempenha papel preponderante. Apesar disso, a função que a luz ocupa em todo processo de comunicação pouco é levada em conta na bibliografia da área. A presente tese faz da relação entre luz e cena o seu objeto de pesquisa e se apóia na teoria Corpomídia (KATZ & GREINER 1999,2000,2001,2003,2005) para propor sua hipótese, que contraria a tendência hegemônica que privilegia a visão externalista da luz, aquela que a entende como algo fora do processo de comunicação. Luz e cena devem ser entendidos como fenômenos co-evolutivos, uma vez que todos os corpos existentes no mundo negociam a sua permanência com os seus ambientes, o que implica em trocas constantes de informação entre ambos. Essa troca promove ajustes nos dois participantes, mantendo-os sempre co-dependentes. O primeiro capítulo reflete sobre os principais livros publicados sobre o tema, descrevendo e problematizando os métodos neles apresentados. O segundo capítulo explora a questão sob o viés da teoria Corpomídia, propondo que luz e cena se modificam em tempo real, permanentemente, uma agindo sobre a outra. No terceiro, são apresentados dois experimentos: um vai na direção contrária da teoria Corpomídia e o outro, a realiza

Mineração de processos é um novo campo de pesquisa que liga mineração de dados e gestão de processos de negócio. A mineração de processos segue a premissa de que existe um processo desconhecido em um determinado contexto, e que ao analisar os traços do seu comportamento, com o auxílio da mineração de dados, é possível descobrir o modelo do processo. No entanto, processos de negócio realistas são difíceis de minerar por causa do excesso de comportamento registrado nos logs. Esses processos não estruturados, apesar de complexos, possuem um potencial grande para melhoria, sendo que as abordagens atuais de mineração de processos para esse contexto ainda provém pouco suporte à gestão. Este trabalho de pesquisa de mestrado visou aplicar técnicas computacionais evolutivas na mineração de modelos de processo, usando algoritmos genéticos para descobrir automaticamente modelos de processos não estruturados visando dar suporte à gestão organizacional de processos. Uma revisão da literatura foi realizada para auxiliar a proposição de uma nova abordagem focada na descoberta de modelos de processos não estruturados. A abordagem proposta introduz novas fórmulas de cálculo das métricas de completude e precisão baseadas nas informações de transições entre atividades, reorganizadas por meio de uma estrutura de matriz criada neste trabalho. A abordagem introduz também o uso de operadores genéticos e estratégias de fluxo evolutivo ainda não implementados na literatura relativa a algoritmos genéticos na descoberta de processos. Análises da parametrização da abordagem proposta, bem como os modelos de processos resultantes, indicam que a abordagem é eficaz na mineração de modelos de processos melhores a partir de amostras de um log não estruturado / Process mining is a new field of research that links data mining and business process management. Process mining follows the premise that there is an unknown process in a given context, and by analyzing the traces of its behavior, with the help of data mining, the process model can be discovered. However, realistic business processes are difficult to mine because of excessive behavior recorded in the logs. These unstructured processes, despite being complex, hold great potential for improvement, and the current process mining approaches for that context yet provide little support for management. This masters research project aims to apply evolutionary computational techniques in process mining, using genetic algorithms to automatically discover unstructured process models in order to support process management in organizations. A literature review was carried out to support the proposition of a new approach focused on the discovery of unstructured process models. The proposed approach introduces new formulas for calculating completeness and precision metrics, based on the information of transitions between activities that are reorganized through a matrix structure created in this work. The approach also introduces the use of genetic operators and evolutionary flow strategies not yet implemented in the literature regarding genetic algorithms in process discovery. Analyzes of the parameterization of the proposed approach, as well as the resulting process models, indicate that the approach is effective in mining better process models from samples of a unstructured log

Mineração de processos é um novo campo de pesquisa que liga mineração de dados e gestão de processos de negócio. A mineração de processos segue a premissa de que existe um processo desconhecido em um determinado contexto, e que ao analisar os traços do seu comportamento, com o auxílio da mineração de dados, é possível descobrir o modelo do processo. No entanto, processos de negócio realistas são difíceis de minerar por causa do excesso de comportamento registrado nos logs. Esses processos não estruturados, apesar de complexos, possuem um potencial grande para melhoria, sendo que as abordagens atuais de mineração de processos para esse contexto ainda provém pouco suporte à gestão. Este trabalho de pesquisa de mestrado visou aplicar técnicas computacionais evolutivas na mineração de modelos de processo, usando algoritmos genéticos para descobrir automaticamente modelos de processos não estruturados visando dar suporte à gestão organizacional de processos. Uma revisão da literatura foi realizada para auxiliar a proposição de uma nova abordagem focada na descoberta de modelos de processos não estruturados. A abordagem proposta introduz novas fórmulas de cálculo das métricas de completude e precisão baseadas nas informações de transições entre atividades, reorganizadas por meio de uma estrutura de matriz criada neste trabalho. A abordagem introduz também o uso de operadores genéticos e estratégias de fluxo evolutivo ainda não implementados na literatura relativa a algoritmos genéticos na descoberta de processos. Análises da parametrização da abordagem proposta, bem como os modelos de processos resultantes, indicam que a abordagem é eficaz na mineração de modelos de processos melhores a partir de amostras de um log não estruturado / Process mining is a new field of research that links data mining and business process management. Process mining follows the premise that there is an unknown process in a given context, and by analyzing the traces of its behavior, with the help of data mining, the process model can be discovered. However, realistic business processes are difficult to mine because of excessive behavior recorded in the logs. These unstructured processes, despite being complex, hold great potential for improvement, and the current process mining approaches for that context yet provide little support for management. This masters research project aims to apply evolutionary computational techniques in process mining, using genetic algorithms to automatically discover unstructured process models in order to support process management in organizations. A literature review was carried out to support the proposition of a new approach focused on the discovery of unstructured process models. The proposed approach introduces new formulas for calculating completeness and precision metrics, based on the information of transitions between activities that are reorganized through a matrix structure created in this work. The approach also introduces the use of genetic operators and evolutionary flow strategies not yet implemented in the literature regarding genetic algorithms in process discovery. Analyzes of the parameterization of the proposed approach, as well as the resulting process models, indicate that the approach is effective in mining better process models from samples of a unstructured log

A tese apresenta um método para a solução dos problemas do valor inicial (PVIs) com margens de erro comparáveis às de métodos numéricos consagrados (MN), tanto para a função quanto para suas derivadas. O método é aplicável a equações diferenciais (EDs) lineares ou não, sendo o ferramental desenvolvido até a quarta ordem, que pode ser expandido para ordens superiores. A solução é uma expressão polinomial de alto grau com coeficientes expressos pela razão entre dois inteiros. O método se mostra eficaz mesmo em alguns casos em que os MN não conseguiram dar a partida. As resoluções são obtidas considerando que o espaço de soluções é um espaço de Hilbert, equipado com a base completa dos polinômios de Legendre. Em decorrência do método aqui desenvolvido, os majorantes de erros para a função e derivadas são determinados analiticamente por um cálculo matricial também deduzido nesta tese. Paralelamente a toda fundamentação analítica, foi desenvolvido o software SAM, que automatiza todas as tarefas na busca de soluções dos PVIs. A tese propõe e verifica a validade de um novo critério de erro no qual pesam tanto os erros locais quanto os erros globais, simultaneamente. Como subprodutos dos resultados já descritos, igualmente integrados ao SAM, obtiveram-se também: (1) Um critério objetivo para analisar a qualidade de um MN, sem necessidade do conhecimento de seu algoritmo; (2) Uma ferramenta para aproximações polinomiais de alta precisão para funções de quadrado integrável em determinado intervalo limitado, com um majorante de erro; (3) Um ferramental analítico para transposição genérica (linear ou não) dos PVIs até 4ª ordem, nas mudanças de domínio; (4) As matrizes de integração e diferenciação genéricas para todas as bases polinomiais do espaço de Hilbert. / This thesis shows a new method to get polynomial solutions to the initial value problems (IVP), with an error margin comparable to the consecrate numerical methods (NM), for both the function and its derivatives. The method works with differential equations (DEs) linear or not, beeing the developed tolls available until 4th order, whose can be expanded to higher orders. The solution is a polynomial high degree expression with coefficients expressed by the ratio between two integers. The method behaves efficiently even in some cases that NM cannot get started. The resolutions are gotten considering that, the solution space is a Hilbert space, equipped with a complete set basis of Legendre Polynomials. Due the method here developed, the errors majoratives for the function and its derivatives are found analytically by a matrix calculus, also derived in this thesis. Beside all analytical foundation, a software (SAM) was developed to automate the whole process, joining all the tasks involved in the search for solutions to the IVP. This thesis proposes, verifies and validates a new error criterion, which takes in account simultaneously the local and global errors. As sub-products of the results described before, also integrated to the SAM, the following achievements should be highlighted: (1) An objective criterion to analyze the quality of any NM, despite of the knowledge of its algorithm; (2) A tool for a polynomial approximation, of high precision, for functions whose square is integrable in a given limited domain, with an errors majorative; (3) A tool-kit for a generically transpose (linear or not) of the IVPs domain and form, taking into account its derivatives, until the 4th order; (4) The generic matrices for integration and differentiation for all the polynomial basis of the Hilbert space.

Il s’agit dans cette étude des processus créatifs des systèmes automatiques et autogénératifs. Notre problématique se base sur le paradoxe suivant : comment est-il possible à un système automatique et autopoïétique de créer quelque chose de doté d’une valeur esthétique ? Peut-on parler d’une poïétique et d’une esthétique propres aux systèmes autogénératifs ? Si cela est possible, en quel sens peut-il avoir ? Et quels seraient les implications et les enjeux ? Comment faire concilier la conscience, l’intentionnalité, l’émotion, la subjectivité, l’intelligence créative et la libre décision avec l’automatisation et la programmation algorithmique ? En s’appuyant sur un échantillon de neuf artistes, et à partir d’une approche inductivo-déductive, nous avons essayé de réfléchir sur les liens nécessaires entre : automatisation, autonomie, auto génération et énaction. Nous nous sommes rendu compte qu’il y avait une évolution continue qui dirigeait toute l’histoire de l’instrumentalisation dans l’art. Cette médiation, toujours en évolution, a finalement abouti à un changement qualitatif, c'est-à-dire à un passage de paradigme du faire au paradigme du faire faire avec lequel les processus d’automatisation, d’autonomisation, d’autogénération et d’énaction se sont devenus de plus en plus déterminants pour l’acte de création artistique.Le paradigme du faire faire est un paradigme d’automatisation, d’autogénération, d’autopoïèse et d’émergence dans lequel, l’« artiste » ne génère plus directement l’œuvre, mais plutôt il instaure le contexte de son auto génération. Cette autogénérativité progressive prendra des formes et des degrés multiples, à commencer par la générativité combinatoire, exploratoire, adaptative et transformationnelle…, à travers les quelles, le triangle créatif traditionnel s’est trouvé inopérationnel, et par conséquent, la théorie de l’art condamnée à changer ses catégories.Dans ce contexte de changement paradigmatique, une « nouvelle hybridation homme-machine », une « créativité collective et distribuée » ou une « auto générativité éco systémique » se présentaient comme des pistes possibles vers des nouvelles pratiques créatives énactives, vers des nouvelles aventures de théorisation et de réflexions esthétiques ? / The purpose of this study is the creative processes of automatic and self-generating systems. The raised issue is based on the following paradox: how is it possible for an automatic and autopoietic system to create something that has an aesthetic value? Can we speak of poietic and aesthetic that are characteristics of self-generating systems? If possible, in what sense it is. And what would the implications and the stakes be. How to reconcile consciousness, intentionality emotion, with automation and algorithmic programming? Based on a sample of nine artists, and from a deductive-inductive approach, we have tried to reflect on the necessary links between: automation, autonomy, self-generation and énaction. We have come to realize that there is a continuous evolution that runs the entire history of the instrumentalization of art. This mediation, always evolving, has eventually led to a qualitative change. That is to a passage from a paradigm of do to a paradigm of make do with which the processes of automation, self-generation and enaction have become increasing crucial to the act of artistic creation. The make do paradigm is a paradigm of autopoiesis and emergence, in which, the artist no longer generates directly the work of art, but rather establishes the context of its self-generation. This progressive self-generation takes multiple forms and degrees, beginning with the combinatorial, explaratory, adaptive and transformational generativity through which the traditional creative triangle is found inoperative, and therefore the theory of advance art has changed its categories. In this context of paradigmatic change, à “new hybridization Human-Machine”, a “collective and distributed creativity” or “ecosystem auto-generativity” have become possible leads to new enactive and creative practices, to new adventures of aesthetic theory.