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Jeudi l 28-09-2017
Le Big Data pour contrer la cybercriminalité

L'e-commerce ne s'est jamais aussi bien porté en Belgique. En 2016, 16% de toutes les dépenses ont été effectuées en ligne, contre 14% en 2015. 8% de toutes les dépenses en produits et 63% des dépenses en services se sont faites par voie électronique.

Facile et rapide, le paiement sur Internet n'est en revanche pas à l'abri de cyberattaques, qui sont elles aussi de plus en plus nombreuses. Pour contrer cette nouvelle cybercriminalité, le Machine Learning Groupde la Faculté des Sciences ULB (Pr. G. Bontempi et Dr. Y. Le Borgne), et Worldline (Dr. O. Caelen), leader en Belgique des transactions en ligne, travaillent en étroite collaboration depuis cinq ans: leur but est de prévenir les utilisations frauduleuses de cartes, à l'aide d'algorithmes issus de l'apprentissage automatique et des nouvelles technologies de gestion de quantité massive d'information (technologies 'Big Data').

La détection de fraude dans les paiements en ligne soulève un ensemble de problèmes uniques tant aux niveaux algorithmiques qu'opérationnels, du fait de la grande quantité de données impliquées dans ce problèmes (plusieurs centaines de millers de transactions chaque jour), de l'évolution continuelle des techniques utilisées par les fraudeurs, du peu d'exemples de fraudes connues et exploitables par les algorithmes, et de la possibilité d'adapter en temps-réel ces algorithmes grâce aux retours obtenus par les équipes d'investigateurs.

Ce partenariat, soutenu par Innoviris dans le cadre du projet Brufence (coordonné par le Pr. O. Markowitch), offre un exemple fructueux de collaboration universitaire et industrielle. Les derniers résultats issus de ce partenariat ont été publiés début septembre dans les journaux 'IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems' et 'Elsevier Information Fusion'.

Les principales contributions de ces travaux se situent au niveau algorithmique, par la combinaison originale de techniques issues de l'apprentissage séquentiel (online learning) et actif (active learning), et au niveau opérationnel, par l'implémentation de ces techniques sur des plateformes de calculs distribuées (Hadoop/Spark), permettant au système d'adapter efficacement les ressources utilisées en fonction du nombres de transactions à analyser. Outre ces contributions, les approches proposées bénéficient d'une solide et unique validation expérimentale, permise grâce aux données réelles partagées dans le cadre de la collaboration.

Aussi, la méthodologie d'apprentissage automatique à partir de flux de données, mise à point par le MLG, a des perspectives d'applications dans d'autres domaines importants, notamment la finance, la bioinformatique et les sciences de l'environnement (météo, mobilité, monitoring).

Credit Card Fraud Detection: a Realistic Modeling and a Novel Learning Strategy. Dal Pozzolo, G. Boracchi, O. Caelen, C. Alippi, and G. Bontempi.

Reference: IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, http://ieeexplore.ieee.org/document/8038008.

Mercredi l 20-09-2017
Trypanosome: les pouvoirs cachés de la famille APOLs

Le trypanosome est un parasite sanguin dont certaines sous-espèces provoquent la maladie du sommeil chez l'homme. L'homme est naturellement protégé contre la sous-espèce primitive de trypanosome appelée brucei, grâce à une protéine sérique appelée apolipoprotéine L1 (APOL1). Des versions de ce trypanosome, appelées rhodesiense et gambiense, ont évolué pour échapper à l'action neutralisante de l'APOL1.

Dans une publication dans la revue scientifique Nature Microbiology, Etienne Pays et son équipe (Laboratoire de Parasitologie moléculaire, Faculté des Sciences) ont étudié le potentiel des autres protéines de la famille APOL: ces protéines intracellulaires n'ayant jamais été au contact des trypanosomes, pourraient dès lors dévoiler une activité intéressante pour contrer le parasite.

Dans leur étude, les chercheurs montrent que la protéine recombinante rAPOL3 parvient à éliminer différentes espèces et sous-espèces de trypanosomes, notamment les pathogènes humains rhodesiense et gambiense. La protéine rPpAPOL1, une autre protéine de la même famille chez le babouin, partage partiellement ce pouvoir trypanolytique. Les chercheurs ont démontré que cette activité distincte de celle de l'APOL1 est liée à une dépendance différente au pH intracellulaire. En manipulant la dépendance au pH par mutations expérimentales, il s'est avéré possible d'altérer le potentiel trypanolytique des APOLs.

L'instabilité de l'APOL3 lorsqu'injectée dans le sang, jointe à la forte toxicité de cette protéine, ne permettent pas d'envisager son exploitation thérapeutique. En revanche, un mutant expérimental de rPrAPOL1 s'est révélé plus prometteur: il présente une activité trypanolytique plus élevée in vitro et est capable d'éradiquer complètement l'infection de T. gambiense chez la souris. Le mutant de rPpAPOL1 représente donc un outil thérapeutique possible pour lutter contre la maladie du sommeil.

APOLs with low pH dependence can kill all African trypanosomes Fontaine, Frédéric ; Lecordier, Laurence ; Vanwalleghem, Gilles ; Uzureau, Pierrick ; Van Reet, Nick N.; Fontaine, Martina; Tebabi, Patricia ; Vanhollebeke, Benoît ; Büscher, Philippe; Perez-Morga, David ; Pays, Etienne
Référence Nature Microbiology

Mardi l 19-09-2017
Faster, but not forever

Molecules do move. Either rotating around themselves or jumping from a place to another, the position of molecules can be tracked over time in experiments of molecular dynamics. While most of those movements can be easily pictured in our mind by imagining the motions of bigger objects displacing in front of our eyes, certain types of molecular motions are far from being that intuitive.

Some molecules, for examples, can move faster in proximity of sticky interfaces, where, on the contrary, we would expect slower dynamics. This is one of the most intriguing phenomena observed when restricting soft materials –as biomolecules, polymers and liquid crystals– at the nanoscale level. We unveiled the origin of this unusual 'effect of nanoconfinement' a few years ago. We showed that, while the molecules directly sticking onto a wall do move slower – or are even immobilized – those molecules sitting immediately after shows faster dynamics. This occurs because this second group of molecules cannot pack very well and have more space around them.

Now, writing in Physical Review Letters, we show that the enhanced mobility experienced by polymer molecules in proximity of adsorbing walls –e.g. a thin plastics coating deposited on a silicon wafer– is, actually, a temporary condition. After waiting long enough, nanoconfined molecules eventually move as if they were far away from interfaces. We have thus demonstrated that the effect of nanoconfinement is related to a nonequilibrium state, and will thus vanish after long observation time.

Unexpectedly, the time necessary to fully erase this effect is much longer than the longest time predicted by any current theory of polymer physics. Our results challenge current theoretical work and simulations treating thin polymer films as systems at equilibrium.

The effect of nanoconfinement at the origin of the faster molecular motion gets reduced over time, as new molecules come towards the sticky wall and fill up the unoccupied space. Remarkably, this process can be a billion times slower than molecular motion itself. Because this transformation which permits occurs very slowly, we predict that it will be possible to finely tune properties of nanomaterials by carefully choosing the amount of free space around interfacial molecules.

Irreversible Adsorption Governs the Equilibration of Thin Polymer Films
Panagopoulou, Anna ; Napolitano, Simone
Référence Physical review letters, 119

Jeudi l 13-07-2017
Nouvelle étude sur le développement du cerveau

Le cortex cérébral est la structure la plus complexe du cerveau des mammifères et le siège principal des fonctions cognitives. Il est constitué d'une très grande diversité de cellules neuronales distinctes. Il présente une organisation complexe avec les différents types de neurones organisés radialement en couches superposées et, tangentiellement, en aires distinctes, impliquées dans des fonctions spécifiques (motrice, somatosensorielle, visuelle ou encore cognitive). Comment au cours du développement de l'embryon le cerveau se construit demeure encore aujourd'hui largement mystérieux. Une des questions clés dans le développement du cerveau concerne les mécanismes qui contrôlent l'équilibre entre l'autorenouvellement des progéniteurs neuraux et leur différenciation. Cet équilibre est essentiel pour la production en quantité appropriée des différents types de neurones, et donc pour un développement correct du cerveau.

Dans une étude publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences du 27 juin, en combinant des approches de gain- et de perte-de-fonction dans des cellules corticales obtenues à partir de cellules souches embryonnaires, l'équipe du Dr. Meng Li de l'Institut de Neuroscience et de Santé Mentale de l'Université de Cardiff révèle l'importance du facteur de transcription Dmrt5/Dmrta2 dans le choix des cellules progénitrices du cortex à rester en prolifération ou à se différencier.

Le Laboratoire de Génétique du Développement (Eric Bellefroid, Biopark, Faculté des Sciences)étudie depuis plusieurs années chez la souris le rôle de ce facteur de transcription dans le développement du cortex cérébral. Les chercheurs avaient déjà démontré que ce facteur de transcription est un régulateur essentiel de la croissance et de la régionalisation du cortex cérébral mais son mode d'action était inconnu. En collaboration avec l' équipe de Cardiff, Marc Keruzore du Laboratoire de Génétique du Développement a étudié l'importance de Dmrt5 dans la maintenance des progéniteurs corticaux in vivo. Il a utilisé pour ce faire un modèle de souris où le gène Dmrt5 est invalidé de manière conditionnelle dans les progéniteurs corticaux à un certain moment de leur développement. De manière intéressante, il a observé que les progéniteurs du cortex des souris Dmrt5 mutantes se différenciaient prématurément en neurones, comme observé in vitro. Cette neurogenèse prématurée qui a lieu en l'absence de Dmrt5 serait due en partie à la réduction de l'expression d'un autre facteur de transcription, Hes1, un répresseur bien connu de la neurogenèse, qui serait régulé positivement et de manière directe par Dmrt5.

L'altération de la balance entre différenciation et renouvellement du stock de cellules progénitrices conduit à des pathologies sévères due à un déficit neuronal. Récemment, des mutations dans le gènes Dmrt5 ont été identifiées chez des patients atteints de microcéphalie. Cette étude fournit donc une première explication à la microcéphalie causée par la mutation de Dmrt5, chez la souris et l'homme.

The doublesex-related Dmrta2 safeguards neural progenitor maintenance involving transcriptional regulation of Hes1.
Young, Fraser FI; Keruzore, Marc; Nan, Xinsheng; Gennet, Nicole N; Bellefroid, Eric; Liu, Cindy Meng Hsin
Référence Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

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Jeudi l 13-07-2017
Les voitures de société en Belgique

La question des voitures de société est régulièrement au centre de l'actualité, malgré les nombreux désaccords à propos des concepts, définitions et chiffres utilisés. Dans le dernier numéro de Brussels Studies, Xavier May, chercheur à l'IGEAT (Faculté des Sciences), se penche sur cette question. À partir des données éparses disponibles, Xavier May et Thomas Ermans, collègue de l'Université Saint-Louis, ont voulu définir et quantifier le nombre de voitures de société circulant sur le sol belge, localiser leurs bénéficiaires et profiler les entreprises qui les offrent à leurs travailleurs.

Les chercheurs ont retenu ici une définition au sens strict de la voiture de société: une voiture mise à la disposition d'un travailleur par sa société ou son employeur et qui peut être utilisée pour des besoins privés. Le nombre de voitures de société varie entre 550 000 et 670 000 en 2015, selon que l'on inclue ou pas les dirigeants d'entreprises - ayant un statut d'indépendant et donc exclut de la définition stricte. Certains observateurs considérant que 2/3 des dirigeants disposent d'une voiture de société, on peut avancer, sur base de cette hypothèse plus prudente, le chiffre de 625 000 voitures de société, ce qui correspond à 13,5 % des travailleurs et 11 % du parc automobile belge.

Les voitures de société sont plus nombreuses en Flandre et à Bruxelles qu'en Wallonie, où le Brabant Wallon en compte le plus. En Région de Bruxelles-Capitale, les entreprises proposant cet avantage à leurs salariés appartiennent très majoritairement au secteur des entreprises de services et sont essentiellement localisées dans des zonings périphériques. Mais ce ne sont pas forcément leurs travailleurs qui parcourent les plus longues distances domicile-travail.