Parece que você compilou seu próprio python (como meu Linux Mint 17.2 possui o 3.4.0 como padrão python3.4. A maneira mais fácil de executar programas usando gi nessa instalação é instalar o pacote python3-gi e Crie um link simbólico para o diretório lib/python3.4/site-packages do seu python auto-compilado.
Você pode fazer isso indo no diretório site-packages da sua instalação do 3.4.3 e faça:
ln -s $( /usr/bin/python3 -c "import os, gi; print(os.path.dirname(gi.__file__))") .
Se você estiver usando virtualenvs e / ou tox, você deve considerar fazer com que os pacotes que você desenvolve dependam do meu ruamel.venvgtk que configura esses links na instalação (incluindo os do gtk no caso do seu uso pip para python2)