Visualizing Co-Phylogenetic Reconciliations

We introduce a hybrid metaphor for the visualization of the reconciliations of co-phylogenetic trees, that are mappings among the nodes of two trees. The typical application is the visualization of the co-evolution of hosts and parasites in biology. Our strategy combines a space-filling and a node-link approach. Differently from traditional methods, it guarantees an unambiguous and `downward' representation whenever the reconciliation is time-consistent (i.e., meaningful). We address the problem of the minimization of the number of crossings in the representation, by giving a characterization of planar instances and by establishing the complexity of the problem. Finally, we propose heuristics for computing representations with few crossings.Comment: This paper appears in the Proceedings of the 25th International Symposium on Graph Drawing and Network Visualization (GD 2017

Tree Drawings with Columns

Our goal is to visualize an additional data dimension of a tree with multifaceted data through superimposition on vertical strips, which we call columns. Specifically, we extend upward drawings of unordered rooted trees where vertices have assigned heights by mapping each vertex to a column. Under an orthogonal drawing style and with every subtree within a column drawn planar, we consider different natural variants concerning the arrangement of subtrees within a column. We show that minimizing the number of crossings in such a drawing can be achieved in fixed-parameter tractable (FPT) time in the maximum vertex degree $\Delta$ for the most restrictive variant, while becoming NP-hard (even to approximate) already for a slightly relaxed variant. However, we provide an FPT algorithm in the number of crossings plus $\Delta$, and an FPT-approximation algorithm in $\Delta$ via a reduction to feedback arc set.Comment: Appears in the Proceedings of the 31st International Symposium on Graph Drawing and Network Visualization (GD 2023

Modèles et algorithmes pour la segmentation de séquences biologiques et la reconstruction de leurs histoires évolutives

L’informatique est de plus en plus utilisée pour résoudre des problèmes dans divers domaines. C’est ainsi qu’avec l’accroissement des données biologiques générées par les techniques expérimentales à haut débit, la bio-informatique intervient pour tirer profit de ces masses de données et contribuer à l’avancement des connaissances en sciences biologiques. La bio-informatique est un domaine interdisciplinaire ayant pour but d’étudier et de résoudre des problèmes computationnels issus des sciences biologiques. Un des problèmes intemporels étudié en bio-informatique est la reconstruction de l’histoire évolutive de génomes, qui sous-entend essentiellement celle des gènes. Les gènes sont le support de l’information génétique et sont les unités de base de l’hérédité. De nos jours, un grand nombre de maladies, telles les cancers, ont une base génétique. Une bonne compréhension de l’évolution des gènes permettrait de mieux comprendre les processus impliqués dans ces maladies pour mieux les traiter. De plus, les connaissances sur l’évolution de gènes sont utiles pour la prédiction et l’annotation de nouveaux gènes. Il a été montré que les gènes eucaryotes subissent un phénomène d’épissage alternatif qui permet aux gènes de produire plusieurs transcrits différents afin de se diversifier fonctionnellement. C’est dans ce contexte que se situe cette thèse de doctorat. L’objectif de la thèse est de définir des modèles et des algorithmes efficaces et précis pour la segmentation de séquences biologiques et la reconstruction de leurs histoires évolutives en tenant compte de l’épissage alternatif. Dans cette thèse, j'ai contribué à accroître les connaissances scientifiques en introduisant et en formalisant des modèles d’évolution de transcrits et de gènes. Nous avons proposé deux algorithmes pour la segmentation de transcrits alternatifs. Nous avons également proposé un outil de simulation de l’évolution des séquences biologiques et un outil de visualisation de coévolution. Pour chacun des modèles et algorithmes proposés, nous avons développé des applications pour permettre l’utilisation facile de nos outils

Visualizing co-phylogenetic reconciliations

We introduce a hybrid metaphor for the visualization of the reconciliations of co-phylogenetic trees, that are mappings among the nodes of two trees with constraints on the leaves. The typical application is the visualization of the co-evolution of hosts and parasites in biology. Our strategy combines a space-filling and a node-link approach. Differently from traditional methods, it guarantees an unambiguous and downward representation whenever the reconciliation is time-consistent (i.e., biologically-feasible). We address the problem of the minimization of the number of crossings in the representation, by giving a characterization of planar instances and by establishing the complexity of the problem. Finally, we propose heuristics for computing representations with few crossings