In this presentation, we shall discuss the reconstruction of demographic parameters based on the genetic variability observed within a sample of individual DNA. In the family of models that we consider, the statistics describing this genetic diversity (number of mutations, distribution of the mutations amongst individuals in the sample) depend on a more or less coarse ‘resolution of (i.e., level of information on) the hidden genealogical tree that relates the sampled individuals. Considering the optimal resolution thus allows to greatly improve the exploration of the space of possible genealogies when computing the likelihood of demographic parameters, compared to classical methods based on full labelled trees such as Kingmans coalescent. We shall focus on two examples, based on works with Raazesh Sainudiin (Uppsala Univ.) and with Julia Palacios (Stanford Univ.), Sohini Ramachandran (Brown Univ.) and John Wakeley (Harvard Univ.).[-]

Le problème Graph Motif est défini comme suit : étant donné un graphe sommet colorié G=(V,E) et un multi-ensemble M de couleurs, déterminer s'il existe une occurrence de M dans G, c'est-à-dire un sous ensemble V' de V tel que
(1) le multi-ensemble des couleurs de V' correspond à M,
(2) le sous-graphe G' induit par V' est connexe.
Ce problème a été introduit, il y a un peu plus de 10 ans, dans le but de rechercher des motifs fonctionnels dans des réseaux biologiques, comme par exemple des réseaux d'interaction de protéines ou des réseaux métaboliques. Graph Motif a fait depuis l'objet d'une attention particulière qui se traduit par un nombre relativement élevé de publications, essentiellement orientées autour de sa complexité algorithmique.
Je présenterai un certain nombre de résultats algorithmiques concernant le problème Graph Motif, en particulier des résultats de FPT (Fixed-Parameter Tractability), ainsi que des bornes inférieures de complexité algorithmique.
Ceci m'amènera à détailler diverses techniques de preuves dont certaines sont plutôt originales, et qui seront je l'espère d'intérêt pour le public.[-]

Le problème Graph Motif est défini comme suit : étant donné un graphe sommet colorié G=(V,E) et un multi-ensemble M de couleurs, déterminer s'il existe une occurrence de M dans G, c'est-à-dire un sous ensemble V' de V tel que
(1) le multi-ensemble des couleurs de V' correspond à M,
(2) le sous-graphe G' induit par V' est connexe.
Ce problème a été introduit, il y a un peu plus de 10 ans, dans le but de rechercher des motifs fonctionnels dans des réseaux biologiques, comme par exemple des réseaux d'interaction de protéines ou des réseaux métaboliques. Graph Motif a fait depuis l'objet d'une attention particulière qui se traduit par un nombre relativement élevé de publications, essentiellement orientées autour de sa complexité algorithmique.
Je présenterai un certain nombre de résultats algorithmiques concernant le problème Graph Motif, en particulier des résultats de FPT (Fixed-Parameter Tractability), ainsi que des bornes inférieures de complexité algorithmique.
Ceci m'amènera à détailler diverses techniques de preuves dont certaines sont plutôt originales, et qui seront je l'espère d'intérêt pour le public.[-]

Les Acides RiboNucléiques (ARN) sont des biopolymères linéaires omniprésents dans notre organisme, pouvant être codés comme des séquences sur un alphabet A,C,G,U. Ces molécules se replient sur elles-mêmes, établissant des liaisons hydrogènes d'où découlent l'appariement de certaines des positions, selon des règles de compatibilité des lettres n'autorisant que les paires dans l'ensemble A,U,C,G,G,U. De ce mécanisme d'appariements résulte l'adoption d'une ou plusieurs conformations, appelées structures secondaires, au passage bijectif avec les mots de Motzkin sans-pic. De nombreuses applications, en nanotechnologie, médecine, ou biostatistique, nécessitent de compter, ou encore engendrer aléatoirement, des séquences d'ARN simultanément compatibles avec un ensemble donné de structures secondaires. Un algorithme exponentiel, basé sur une décomposition (ear decomposition) du graphe de dépendance induit par l'union des paires, a ainsi été proposé par Höner zu Siederdissen et al [A]. Cet algorithme utilise la méthode récursive/programmation dynamique pour précalculer les nombres d'affectations compatibles avant/après chacun des choix locaux. Une phase de génération utilise ensuite ces nombres pour garantir l'uniformité de la génération. Cependant, cet algorithme ne permettait pas la prise en compte de critères énergétiques plus complexes, nécessitant l'utilisation d'un formalisme plus expressif que les graphes de dépendance (hypergraphes). De plus, la complexité de l'algorithme, théoriquement exponentielle sur un paramètre non-borné et parfois élevée en pratique, soulevait la question de la complexité du problème de comptage.
Dans un travail récent avec Hammer, Wang et Will [B], nous établissons la #P complétude, et la complexité d'approximation, du problème de comptage des séquences compatibles. Notre preuve repose sur une bijection simple entre les séquences compatibles et les stables du graphes de dépendance. Nous proposons une approche alternative, basée sur la décomposition arborescente, pour contrôler de façon probabiliste [C] l'énergie moyenne des séquences pour les différentes structures, ou la composition en les différentes lettres. Ces résultats fournissent un cadre flexible et expressif pour le design d'ARN, et soulèvent des questions sur l'utilisation de stratégies alternatives (génération de Boltzmann, simulation parfaite) pour la génération aléatoire, ainsi sur le concept d'analyse en moyenne dans un contexte où la donnée en entrée est plus complexe que la taille de l'objet engendré.[-]