M1 - Biologie Intégrative des Interactions (B2I)

"Modèles linéaires généraux à 1 ou plusieurs variables aléatoires explicatives : de la traduction de la figure qui répond à la question biologique au modèle statistique, i.e. prendre en compte de nombreux effets et savoir les interpréter

propriétés générales vues à travers la régression et l'ANOVA à 1 facteur (R2, F, ddl, moindre carrés, vraisemblance, diagnostic, validation, goodness of fit, interprétation de la taille des effets); ANOVA à facteurs emboités et croisés, régression multiple (notion de paramètre et d’effets, et d’interaction)

incorporation de la dépendance des variables aléatoires explicatives, confusion d'effets (quantitatives pour la régression multiples, et plans déséquilibrés pour les ANOVA)"

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L’objectif général de cette UE est l’approfondissement des concepts nécessaires à l’étude des interactions symbiotiques qu’elles soient parasitaires ou mutualistes. Pour cela nous aborderons les spécificités mais également l’ubiquité du mode de vie parasitaire dans l’arbre du vivant. Les mécanismes de défense des organismes hôtes, les notions de favorisation et de manipulation, les conséquences des interactions hôtes-symbiotes sur les traits d’histoire de vie ainsi que l’influence de ces interactions dans la diversification des organismes seront abordés.

Les travaux pratiques seront l’occasion d’approfondir ces concepts sur certains modèles majeurs d’interactions impliquant des symbiotes (virus, bactéries, eucaryotes unicellulaires et pluricellulaires) et des hôtes (uni- et pluricellulaires) variés.

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L’objectif général est de consolider les bases en écologie acquises par les étudiants, et de leur donner les outils leur permettant de les mobiliser de façon intégrative pour interpréter le fonctionnement des systèmes écologiques. Les enseignements comprennent : 1) des cours magistraux portant sur les concepts de l’écologie depuis l’échelle des populations aux échelles macroécologiques, et s’appuyant sur des exemples d’application replaçant la discipline dans le contexte écologique et sociétal actuel ; 2) des travaux pratiques et dirigés focalisés sur les outils (stratégies d’échantillonnage, modélisation, analyses de données) ; 3) des enseignements sur le terrain à l’occasion desquels les étudiants sont invités à se poser des questions scientifiques pertinentes en partant de l’observation en situation, et à mobiliser leurs connaissances pour y répondre de façon argumentée.

Contenu synthétique de l’UE :

- CM : Histoire de l'émergence des concepts en écologie ; Dynamique des populations / métapopulations ; Interactions biotiques et réseaux trophiques ; Ecologie des communautés, méta-communautés ; Ecologie des écosystèmes / écologie fonctionnelle ; Notions de macroécologie / biogéographie ; Changements globaux et fonctionnement des écosystèmes ;

- Terrain : Analyse intégrative du fonctionnement des écosystèmes en situation ;

- TD/TP : stratégies d’échantillonnage et d’expérimentation en écologie ; modélisation en dynamique des populations / méta-populations, en écologie des communautés/méta-communautés, des réseaux trophiques ; mesures de biodiversité (alpha, beta, etc)."

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"L’objectif général est de consolider les bases en biologie évolutive des étudiants, en abordant à la fois (i) les phénomènes macro-évolutifs, et les méthodes générales utilisées pour leur analyse et (ii) les processus micro-évolutifs en insistant sur l’approche de génétique des populations. Cette UE a pour objectif à la fois de proposer un socle commun de connaissances solides en biologie évolutive et d’illustrer les applications de la discipline aux futurs domaines de spécialisation des étudiants. Les enseignements comprennent : 1) des cours magistraux portant sur les concepts de l’évolution ; 2) des travaux pratiques ayant deux formes principales : 2a. des séances focalisées sur l’utilisation des outils (phylogénie) et sur la formalisation mathématique des processus évolutifs (génétique des populations) ainsi que 2b : des séances construites autour d’un travail en groupe, permettant aux étudiants, en fonction de leur parcours et de leurs objectifs professionnels, d’approfondir une thématique particulière (question fondamentale ou application de la biologie évolutive)."

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Cours TD d'anglais qui visent l'autonomie professionnelle en langue anglaise.

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Modèles linéaires généralisés mixtes + méthodologie et protocoles expérimentaux pour prendre en compte une réalité biologique: loi autre que normale et pseudo-réplication

Optimisation de protocoles, puissance et risque de 1ère espèce non contrôlé : transformation de variable, régression polynomiale, fonction de lien, vraisemblance, sélection de modèles

Analyse de déviance et goodness of fit

Incorporation des blocs, des mesures répétées dans le temps, prise en compte de la corrélation spatiale et temporelle, de la sur-dispersion

Représentation graphique des prédictions.

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L'objectif de cette UE est d'offrir les bases nécessaires en statistiques pour suivre l'ensembles des modules plus élaborés du cursus, il s'agit donc d'une mise à niveau général. Les statistiques descriptives sont revues (quantile, polygone des fréquences cumulées, estimateurs à partir d'échantillon), les tests simples sont présentés, les graphiques essentiels pour des données univariée et multivariées sont présentés, le principe général d'un test statistique, de plan d'hypothèse,  de notion de p-value, de risque de première et seconde espèces sont présentés. En TP, les étudiants sont également mis à niveau dans l'environnement R.

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"Cours magistraux (57 h)

 Rappels : des gènes (ADN) aux unités fonctionnelles des gènes (les protéines) : gènes, transcription et traduction (3H)

 L’ADN: les enzymes pour la manipulation de l’ADN, PCR et clonage (6h)

 Les génomes : cartographie génétique, séquençage des génomes, annotation des génomes, identification de la fonction des gènes, génomes procaryotes et des organelles eucaryotes, génomes eucaryotes nucléaires, les génomes viraux and les éléments génétiques mobiles (12h)

 L’expression de gènes : le rôle des protéines de liaison à l’ADN, régulation transcriptionnelle, post-transcriptionnelle, traductionnelle et post-traductionnelle ; les méthodes pour étudier ces différents niveaux de régulation et les interactions protéines-protéines, protéines-ARN, protéines-ADN (15h)

 L’expression des gènes en réponse à un stress, au cours de la différentiation cellulaire ou du développement, épigénétique (9h)

 La réplication du génome, les mutations et la réparation de l’ADN, les recombinaisons, transpositions, editing et transferts horizontaux (6h)

 Comment les génomes évoluent ? (6h)

 Travaux pratiques (24h)

 Analyse RNAseq : extraction ARN, séquençage sur la plateforme Bioenvironnement, analyse d’expression différentielle sur Galaxy, analyse d’enrichissement, validation de quelques gènes différentiellement exprimés par RT-q-PCR"

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Le stage individuel de M1 est d’une durée d’environ trois mois, et doit se réaliser, suivant le parcours concerné,  dans un laboratoire de recherche ou une structure du secteur non-académique. Il permet à l’étudiant d’acquérir une expérience professionnelle dans le domaine de la biodiversité, de l’évolution ou de l’écologie. Il peut s’effectuer dans une structure locale, nationale, ou internationale, sur un sujet validé par l’équipe pédagogique de façon à cadrer avec les objectifs propre au parcours suivi par l’étudiant.

Évaluation : La préparation du stage constitue un exercice noté sur la base d’un document écrit et d’une soutenance de projet de stage. Le travail de stage est évalué à l’occasion d’une soutenance publique devant un jury au cours de laquelle sont évalués le contenu du mémoire et la qualité des réponses aux questions du jury. Le comportement et le dynamisme de l'étudiant lors du stage sont évalués par le maitre de stage.

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 " L’objectif de cette UE est de consolider les bases des étudiants en biologie intégrative des interactions, notamment au travers d'approches en écologie et/ou en évolution. Pour cela, les étudiant.e.s travailleront, en relation avec d'autres parcours, à définir un sujet et question(s) de recherche, en définissant de façon argumentée des hypothèses pertinentes, et en justifiant une stratégie d’acquisition et d’analyse de données permettant de tester ces hypothèses.

Contenu synthétique de l’UE:

- Travail en autonomie tuteuré : identification d’une question scientifique pertinente ; synthèse bibliographique permettant de réaliser l’état de l’art, placé dans un contexte de biologie des interactions, et de justifier les hypothèses scientifiques ; proposition et justification d’une démarche méthodologique (matériel et méthodes) pour tester les hypothèses proposées.

Type de sujets:

Les sujets peuvent porter sur n’importe quelle question identifiée par les étudiants (par groupe de 3/4), et validés par l’équipe pédagogique, et s’appuyer sur différentes approches permettant de s’ajuster aux attendus des différents parcours.  Par exemple, les étudiants peuvent proposer une stratégie d’échantillonnage sur le terrain ou de l’expérimentation, une méta-analyse de données de la littérature, une analyse de séquences récupérées sur GenBank, une analyse de données d’occurrence récupérées dans GBIF, etc.

Dans tous les cas les projets doivent impliquer une véritable stratégie d’acquisition de données, identifiée, justifiée et décrite par les étudiants dans le matériel et méthode demandé au M1S2, avec calendrier prévisionnel du déroulement du projet et identification des tâches que chaque étudiant réalisera au sein de chaque groupe dans le cadre de la mise en œuvre du projet au M2S3. Les projets doivent également être réalistes d’un point de vue financier et proposer un budget prévisionnel, et doivent pouvoir être finalisés dans le temps disponible au M2S3.

Modalités de contrôle des connaissances:

L’enseignement se base sur une approche de type apprentissage par problème, les étudiants sont évalués sur la façon dont ils progressent dans construction de leur démarche (40% de CC), ainsi que sur leur capacité à présenter et à défendre leur projet à l’occasion d’un oral final (60% de la note globale)."

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