Profil CPES SV S6 profil Biologie cellulaire biochimie

Cette UE s’inscrit dans la continuité de l’UE de Biochimie Structurale en S5. Les étudiant vont apprendre les concepts de base des différentes approches utilisées pour la caractérisation structurale multi-échelle ainsi que l’analyse des interactions macromoléculaires. Les avantages et limitations de l’ensemble des outils seront mis en avant afin que les étudiants puissent comprendre la complémentarité de ces outils et savoir les utiliser d’une manière intégrative pour répondre à une question biologique donnée. 

Les TD seront un mélange d’application d’analyse structurale en utilisant des outils de visualisation (type Pymol) ainsi que des analyses d’articles où on utilise une combinaison des approches étudiées en CM. Les étudiants devront par la suite conceptualiser leur propre projet d’expériences pour répondre à une problématique donnée.

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Le cours aborde de manière synthétique les notions nécessaires pour la modélisation mathématique en biologie. L’accent est mis sur les systèmes dynamiques linéaires et non-linéaires, en dimension un et deux. Le cours commence par des notions essentielles d’algèbre linéaire : matrices, systèmes d’équations linéaires, interprétation géométrique des solutions de ces systèmes en tant que vecteurs et sous-espaces (droite, plan, etc.). La théorie des vecteurs et valeurs propres des matrices est introduite en relation avec les systèmes dynamiques linéaires. Pour les systèmes dynamiques non-linéaires, on présente la théorie qualitative des équations différentielles (attracteurs, portrait de phases, isoclines de niveau zéro), en tant qu’alternative au calcul, souvent compliqué, des solutions. Le TD traite un grand nombre de modèles biologiques utilisés en écologie, épidémiologie, oncologie, et biologie des systèmes.

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Cette UE permet aux étudiants de consolider et d’approfondir la gestion pratique de nombreuses données expérimentales obtenues sur une semaine de travaux pratiques en période bloquée (5 journées consécutives). Ces données sont obtenues suite à l’élaboration de nombreux protocoles différents, en gardant à l’esprit d’assurer au mieux la bonne reproductibilité des préparations réalisées et d’avoir la meilleure rapidité d’exécution dans la préparation, la réalisation et l’analyse des différentes expériences. Une large autonomie dans la mise en place des protocoles sera encouragée, permettant à terme maîtrise et autonomie expérimentales. Ces travaux pratiques permettent également la gestion du travail en groupe (en binôme ou en trinôme selon les capacités d’accueil et les effectifs) et l’écriture d’un rapport consignant au mieux les protocoles réalisés, toutes les données expérimentales obtenues et leurs analyses afin de déterminer un large ensemble de paramètres biochimiques. Une part conséquente de l’évaluation reposera sur la capacité des étudiants à générer, gérer, exploiter et analyser avec la plus grande rigueur des données expérimentales brutes.

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Dans le cadre de cette UE les étudiants apprendront les principes expérimentaux basés sur la manipulation des acides nucléiques. Les CM seront articulés autour de deux axes majeurs :

1. Mise en place d’outils moléculaires (clonage, analyse des acides nucléiques, vectorologie) ii. Leurs applications (expression de protéines recombinantes, banque génomique, transgénèse, système CRISPR/CAS9 etc…) et réflexion sur la notion d’éthique en biologie.

Les TD se composeront de :

- Analyses d’articles présentant des problématiques à résoudre avec les acquis du cours. Les thématiques choisies feront, autant que possible, référence aux UE parallèles de la L3. Ses articles seront présentés par les étudiants sous forme d’exposés oraux par groupes de 3 à 4 étudiants à l’ensemble de la classe.

- Séances réservées à l’utilisation d’outils basiques de bioinformatique en salle informatique.

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La biologie des systèmes offre la possibilité d’avoir une compréhension du fonctionnement des organismes vivants à différents échelles de leur organisation. Ce cours abordera surtout l’échelle subcellulaire. A cette échelle, les modèles de la biologie des systèmes intègrent plusieurs niveaux d’interaction provenant du transcriptome, protéome, métabolome. Les prédictions des modèles in silico peuvent être utilisées en recherche biomédicale pour comprendre les maladies multi-factorielles et optimiser des traitements médicamenteux, en bioingénierie pour synthétiser des génomes avec des propriétés et fonctions optimisées (biologie synthétique), ainsi que pour guider la recherche fondamentale sur les principes du fonctionnement du vivant. Le cours comporte une partie théorique (cours et TD sur la modélisation des réseaux de gènes, de signalisation et métaboliques) et une partie pratique (TP informatiques utilisant le logiciel Matlab).

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