Innovative Projects Realized

Developing a dichromatically-gated light-inducible transcription factor for spatiotemporal control of gene expression in 3D cellular architectures

Light can be used to control biological processes in living cells, a technique called optogenetics. Originally developed to control neural activity, optogenetics has been expanded to control protein interactions and gene expression with a high degree of spatial and temporal control. This has opened exciting possibilities in developmental biology and tissue engineering. However, current optogenetic tools have limitations—they are activated by a single wavelength of light, making it difficult to precisely control which cells are affected in complex 3D environments. Our project aims to develop a new optogenetic tool that requires two different wavelengths of light to activate gene expression. This will allow scientists to turn genes on only where the two light beams intersect, enabling better control of gene expression in tissues and giving researchers the ability to control gene activity in any geometry needed. This project will involve collaboration between participants from the biomedical engineering and biochemistry departments of Stony Brook University and the chemical engineering and chemistry departments from the University of Toronto combining expertise in protein design, microscopy, and developmental biology. This interdisciplinary approach will provide the knowhow needed to bring the proposed project to fruition and will create opportunities for future research partnerships.

Améliorer et valider un outil de planification urbaine basé sur les risques de danger liés à la circulation, en consultation avec les groupes vulnérables

La circulation crée à la fois un risque de danger et un obstacle aux déplacements des personnes. L’analyse actuelle des
dangers de la circulation se concentre sur les collisions, mais ne tient pas compte du niveau de dangerosité des rues et
des intersections. Un carrefour peut ne pas connaître de collisions impliquant des enfants parce qu’aucun parent ne permet
à son enfant de l’emprunter en raison de sa dangerosité. Dans le cadre de ce projet, les chercheurs travailleront avec la
ville de Montréal pour tester un modèle qui mesure les dangers de la circulation pour toutes les rues et tous les segments
par rapport à la réalité à différents endroits. Des consultations auront lieu avec des usagers vulnérables tels que les enfants
afin de comprendre à quel niveau de danger ils sont inquiets et quel niveau ils évitent ou sont interdits.

Suivi longitudinal des qualités physiologiques de fondeuses élite-relève

Les athlètes d’endurance ont recours à l’entraînement par intervalles de haute intensité afin de maximiser l’éventail des adaptations physiologiques qui sous-tendent la performance aérobie. Cependant, il existe une grande variabilité de réponses à l’entraînement selon les caractéristiques physiologiques des athlètes et de leur sexe, et l’identification des séances d’entraînement bénéfiques à toutes et tous est un véritable « casse-tête » pour les entraîneurs. Face à ce constat, Ski de fond Québec et Féminaction souhaitent mieux caractériser les profils physiologiques des jeunes fondeuses féminines de la province afin de mettre en lumière et de valoriser l’adaptation des pratiques pour répondre aux besoins spécifiques des filles. Ce projet caractérisera les profils physiologiques de cette cohorte et évaluera l’évolution de nouveaux paramètres d’entraînement au cours d’une saison en fonction des différents cycles d’entraînement (volume, intensité, spécifique compétition) et de la maturation.

A machine learning based approach for supporting triage of HIV-related documents

The number of biomedical scientific publications available in multiple repositories is huge and rapidly growing. As of April 2014, PubMed, the largest knowledge source for biomedical and life science literature, comprises more than 23 million citations. Querying PubMed with the keyword HIV provides a list of almost three hundred thousand citations. Retrieving data of particular interest for a specific research field in such a large volume of publications is often like looking for a needle in a haystack. Researchers querying various biomedical bibliographic databases collect a long list of potentially relevant papers, they read abstracts first, and then select the most relevant ones for further curation of full papers. This step, called literature Triage, often implies reading thousands of abstracts while only a small number of them will be kept. The objective of this project is to support the manual triage of HIV related PubMed abstracts by designing, implementing and evaluating an automatic classification system that will predict document relevance. The system will be able to process sets of potentially interesting abstracts, then select/reject them as a human reader would do. Our system will be based on a machine learning approach.

Evicting care, Prudhomme research UK 2025

Mon projet de recherche s’intéresse aux impacts des déplacements des services communautaires à Montréal, en mobilisant des théories issues des géographies critiques urbaines et du care. De nombreux organismes communautaires, tels que les banques alimentaires et les organismes de soutien aux nouveaux arrivants, risquent d’être déplacés en raison de la hausse des loyers ou de la vente des bâtiments où ils sont installés. Ces organismes, essentiels à la vie des quartiers, offrent des services comme des banques alimentaires, des cours de francisation et des ateliers de soutien. Ce projet vise à comprendre comment ces déplacements affectent les réseaux de solidarité et les infrastructures de soin dans un contexte marqué par la crise du logement et la privatisation des espaces urbains. L’objectif du stage est de bénéficier de la supervision de la professeure Eleanor Jupp de l’Université de Kent, experte en care urbain et en géographies féministes critiques, pour enrichir les orientations théoriques et méthodologiques de ma recherche. Ce projet aspire à élargir le champ de la géographie urbaine québécoise et canadienne en y intégrant des perspectives féministes et des théories du care.

Minimally Invasive Machine Unlearning via Monosemantic Neural Activation Identification

In the age of artificial intelligence, machines learn from vast amounts of data to make predictions and decisions. But what happens when we need them to “unlearn” something—whether to protect privacy, correct biases, or comply with regulations? Existing approaches to machine unlearning can be effective at removing specific data from a model’s memory, but they often cause unintended changes that make the model less reliable overall. Minimal Invasive Machine Unlearning (MIMU) is a breakthrough approach designed to minimize disruption to a model while still effectively forgetting the necessary information. Instead of making broad adjustments to the entire system, MIMU takes a precise and targeted approach. By identifying how specific data points influence individual neurons in the AI model, it carefully removes only the necessary traces, leaving the rest of the model intact. This innovation helps maintain the accuracy and reliability of AI systems while ensuring that unwanted data can be safely and efficiently erased. We hope MIMU can make a significant step forward in making AI systems more adaptable, ethical, and trustworthy in a world where data privacy is more important than ever.

Optimisation et déploiement des opérations de Machine Learning

Le stagiaire participera à la mise en œuvre d’architectures MLOps pour déployer et gérer des modèles visant à améliorer la sécurité et le confort des résidents dans des bâtiments intelligents. Il analysera des données collectées par des capteurs IoT afin d’identifier des tendances et concevoir des algorithmes intelligents pour une gestion proactive des bâtiments. Le stagiaire contribuera également à la création de pipelines d’entraînement automatisés et à l’optimisation des performances des modèles existants. Une attention particulière sera portée à la documentation technique et aux bonnes pratiques en matière de sécurité. Ce projet permettra d’acquérir une expérience concrète et de contribuer directement à la mission de Sentiom de transformer les immeubles multirésidentiels en environnements durables et bienveillants.

Interface web pour la création de profil de résistance

Développement d’une interface utilisateur web destinée aux préparateurs physiques pour la création de profil de résistance qui pourront être transferé sur un module d’entrainement de Technologies AthlétiX à travers un serveur physique.

Nanofabrication and Spin Addressing for Industrial Quantum Magnetometry

Crystal defects in diamonds represent the most promising quantum sensors for room-temperature operation, offering the ability to measure properties like temperature, pressure, and electromagnetic fields with extreme precision. This technique holds exciting potential applications in physics, neurobiology, the mining industry, and the detection of improvised explosive devices. However, the few commercial systems based on this advanced technology struggle to compete with non-quantum alternatives in terms of sensitivity, despite theoretical predictions suggesting they could be millions of times more efficient.

The project aims to integrate and miniaturize quantum magnetic sensing technology on integrated chips to achieve technological maturity, enabling mass production compatible with the existing semiconductor industry. This Mitacs initiative focuses on the technology transfer of two critical aspects of this platform: 1) A microwave spin addressing scheme to enable a drift-free system ready for deployment in mineral prospecting and space applications. 2) To bring diamond microchip nanofabrication to a maturity level enabling a high quality and high yield manufacture. This groundbreaking project has the potential to transform the quantum sensing landscape in Canada by significantly improving the sensitivity, cost, size, energy efficiency, and application scope of magnetic sensors.

Conciliation travail/étude-famille et francisation chez les pères immigrants d’expression anglaise au Québec

Au Québec, de nombreux pères immigrants d’expression anglaise doivent jongler entre leur travail, leur famille et l’apprentissage du français. Ce défi est encore plus grand lorsqu’ils doivent assurer la stabilité financière de leur famille tout en essayant de s’intégrer dans une société majoritairement francophone. Cette recherche vise à mieux comprendre les difficultés rencontrées par ces pères, notamment les obstacles liés à la francisation, la conciliation travail-famille et l’impact du stress sur leur bien-être. Plusieurs pères occupent des emplois en dessous de leurs qualifications parce qu’ils ne maîtrisent pas bien le français. De plus, les cours de francisation sont souvent difficiles d’accès en raison d’horaires peu flexibles ou d’une offre inadaptée. En étudiant ces enjeux, le projet cherche à mettre en lumière les répercussions de ces défis sur leur santé mentale, leur intégration sociale et leur rôle parental. Les résultats permettront de proposer des solutions concrètes pour améliorer les programmes de francisation et mieux soutenir ces pères dans leur intégration socio-économique. Cette recherche est essentielle pour favoriser une société plus inclusive où tous les parents immigrants ont une chance égale de s’épanouir et d’offrir un avenir prometteur à leurs enfants.

Fabrication of Antifouling Liquid-Infused Catheters

Catheter-associated infections (CAIs) pose a significant healthcare challenge in Canada and worldwide. CAIs contribute to increased patient morbidity, prolonged hospital stays, and a significant burden on the healthcare system. With an aging population and growing antimicrobial resistance, there is an urgent need for innovative infection prevention strategies.

This project explores using repellent liquid-infused catheters to reduce bacterial adhesion and biofilm formation, a significant complication with CAIs. Inspired by nature’s self-cleaning surfaces, these catheters utilize a tethered lubricant layer to create a dynamic, repellent interface, aiming to prevent bacterial colonization and subsequent biofilm formation. This project will explore scalable manufacturing processes to produce micro/nano-topographies on the surface of medical catheters to enhance the stability of the liquid-infused layer. Unlike conventional antibacterial coatings, this protective strategy does not rely on antibacterial agents, reducing the risk of developing resistant superbugs.

Through laboratory testing, we aim to evaluate the effectiveness of the developed catheters in reducing bacterial attachment and transmission. Furthermore, scaleup manufacturing and commercialization of these catheters will be explored in collaboration with FendX Technologies Inc. This research aligns with Canada’s commitment to healthcare innovation and infection control, ultimately improving patient outcomes and reducing the burden CAIs pose on the healthcare system.

Host rock setting and timing of high grade goldmineralization in the Neoarchean Central Hearne Domain,Whale Cove, Nunavut, Canada

This project will carry out original research of a prospective lode gold system located on the western shore of Hudson’s Bay. The location is near the hamlet of Whale Cove. The gold mineralization is intrusive-related, very similar to that of the well known deposits of the Porcupine and Kirkland Lake camps of the southern Abitibi. The research specifically addresses the timing of gold mineralization within the context of related host rock alteration. Currently, there is considerable debate over a Neoarchean or Paleoproterozoic age of mineralization. Resolving this controversy will have direct effects on Northquest’s detailed drilling program. Also, the results of this study will have application to further regional gold exploration in the central Hearne. Establishing this domain as a new economic gold province would have a major effect on the local economy