COURS D ANALYSE DES GENOMES

Dimension: px
Commencer à balayer dès la page:

Download "COURS D ANALYSE DES GENOMES"

Transcription

1

2 COURS D ANALYSE DES GENOMES ANNEE UNIVERSITAIRE * * * * * * Codirecteurs du Cours : Bernard DUJON et Stéphane LE CROM Chef de Travaux : Lionel FRANGEUL * * * * * * LE COURS SE DEROULE DU 4 NOVEMBRE AU 20 DECEMBRE 2013 AU CENTRE D ENSEIGNEMENT DE L INSTITUT PASTEUR (PAVILLON LOUIS MARTIN, BATIMENT 09) 28, RUE DU DOCTEUR ROUX, PARIS CEDEX 15 CONFERENCES ET COURS : - DU 4 AU 8 NOVEMBRE 2013 : SALLE DE COURS 2 (CENTRE D ENSEIGNEMENT, PLM, BATIMENT 09) - DU 12 NOV. AU 13 DEC.2013 : SALLE DE COURS 4 (BATIMENT SOCIAL 06) - DU 16 AU 20 DECEMBRE 2013 : SALLE DE COURS 2 (CENTRE D ENSEIGNEMENT, PLM, BATIMENT 09) TRAVAUX PRATIQUES : SALLE DE TP 2EME ETAGE DU CENTRE D ENSEIGNEMENT (PLM, BATIMENT 09)

3 PRESENTATION DU COURS

4 Préambule au cours d Analyse des Génomes La Génétique est la Science qui étudie l hérédité. Or, quiconque s interroge sur les différences entre un objet physique, par exemple un nuage, et un organisme vivant, par exemple une souris, arrivera tôt ou tard à la conclusion inévitable qu il n y en a qu une: l hérédité. Car, comme les nuages, les organismes vivants suivent les lois de la physicochimie (voir Schrödinger, 1944). Ils sont constitués des mêmes atomes. Mais, alors qu un nuage se forme à une date et en un lieu donnés comme la conséquence d un ensemble de valeurs précises d humidité, de pression et de température sans souvenir de la présence éventuelle d un autre nuage, similaire ou non, à une date antérieure, une souris naît à partir de deux autres souris préexistantes qui, elles-mêmes, avaient des parents, etc Pour sa formation à partir des atomes et des molécules qui la constitueront, une souris hérite, dès l oeuf, du fruit de l évolution de tous ses ancêtres, proches et lointains, tandis que le nuage part de zéro. Les êtres vivants ont donc, en plus de la physique, une histoire portée de génération en génération par le matériel héréditaire. Connaître ce matériel héréditaire et son fonctionnement c est donc lire l histoire des êtres vivants, comprendre leur complexité et, finalement, appréhender ce qui les distingue du monde inanimé. C'était toujours l objet même de la Génétique depuis son origine même si les méthodes d analyse n ont longtemps permis de lever que quelques pans du voile. Avec l analyse des génomes, notre connaissance du matériel héréditaire devient exhaustive et, s éloignant progressivement des systèmes modèles qui furent si précieux à la Génétique, la Génomique explore maintenant le monde vivant dans son intégralité et, progrès techniques aidant, à travers tout le spectre d'échelles qui relie les molécules élémentaires aux populations naturelles. Des horizons insoupçonnés se découvrent. Les notions classiques font place à des visions nouvelles qui nous permettent même d imaginer des mondes que la Biologie synthétique essai de construire. Pour bien appréhender ces idées, un bref retour en arrière s impose. La Génétique, science des génomes Les bases de la génétique moléculaire Au cours du siècle dernier, nos connaissances sur le matériel héréditaire ont progressé d une manière considérable. Depuis les chromosomes eucaryotes, corpuscules observables au microscope au cours des divisions cellulaires dont le comportement trahissait leur rôle dans l hérédité pour ceux qui connaissaient les lois de Mendel, on est passé à l ADN grâce aux bactéries (Avery et al., 1944, Watson et Crick, 1953). Puis, on a décrit la structure fine du gène grâce aux bactériophages (Benzer, 1961) et déchiffré le code génétique grâce essentiellement à la Biochimie (Crick et al., 1961, Nirenberg et al., 1961, Nishimura et al.,1965). Avec les opérons bactériens, on découvrait des principes de régulation de l'expression des gènes qui semblaient universels (Jacob et Monod, 1961). On savait, grâce aux champignons, qu à chaque gène correspondait une protéine (Beadle et Tatum, 1941). Et le dogme central de la Biologie moléculaire (datant de 1953, voir figure) nous indiquait comment les ARNs, jouant le rôle d'intermédiaires, étaient impliqués dans l'expression des gènes pour former ces protéines. Nul ne doutait alors que ces principes étaient universels et certains, pensant que l'on avait compris l'essentiel, se détournèrent à ce moment de la biologie moléculaire des gènes pour s'intéresser au développement des organismes, au fonctionnement du système nerveux ou à d'autres problématiques jugées plus complexes.

5 Les ARNs Pourtant, la Génétique moléculaire devait révéler encore bien d'autres surprises sans lesquelles l analyse des génomes aujourd hui serait incompréhensible. D'abord, on découvrit que les ARNs peuvent être retrotranscrits sous forme d'adn pouvant être intégré au matériel génétique et donc transmis à la descendance (Temin et Mizutani, 1970, Baltimore, 1970). Dès lors, les ARNs n'étaient plus seulement des intermédiaires de l'expression des gènes, ils pouvaient donner naissance au matériel héréditaire. Ensuite, dès que l'on a pu étudier directement la structure moléculaire des gènes, grâce aux techniques de l ADN recombinant et du Génie génétique (développées à partir de 1973), celle-ci est immédiatement apparue beaucoup plus complexe qu'on ne l'imaginait. Et même surprenante. On découvrit les introns, séquences internes des ARNs transcrites de l'adn mais éliminées des molécules d'arn finales par épissage des séquences qui les entourent, les exons (Berget et al. 1977, Chow et al., 1977, Glover et Hogness, 1977, Jeffreys et Flavell, 1977, Gilbert, 1978). On parlait de gènes mosaïques que l on commençait à séquencer en essayant d interpréter les résultats selon les principes du dogme central de la biologie moléculaire. Figure 1 : Evolution du dogme central de la biologie moléculaire. De simples intermédiaires de l'expression des gènes en 1953, les ARN sont progressivement devenus "le cœur du génome fonctionnel", l'adn n'étant que la forme chimiquement stable de l'information génétique qui passe les générations et est donc le véhicule de l'hérédité des organismes modernes. L'histoire de la biologie moléculaire et les technologies disponibles font que ce sont les séquences d'adn qui sont déterminées et stockées dans les bases de données, avec celles des protéines déduites. Ce n est que depuis l application des nouvelles techniques de séquençage aux ARN (par intermédiaire de copies ADN) que l on peut enfin étudier en profondeur la variété des molécules d ARN dans les cellules, y compris celles de courte durée de vie, et que l'on a compris que la quasi-totalité du génome est transcrit en un très grand nombre de molécules d'arns partiellement chevauchantes et dont l'immense majorité sont non-codantes.

6 En réalité, on était en train de mettre en lumière le rôle central des ARNs, les gènes n en étant que le reflet. On sait maintenant qu'il existe plusieurs catégories d'introns et les différents mécanismes de l'épissage des ARNs ont été identifiés. On découvrit que, dans la plupart des cas, ce sont les ARNs eux-mêmes qui catalysent ces réactions d épissage (voir plus loin) même si, pour ce faire, ils sont parfois associés à des protéines. Sans entrer dans les détails pourtant très significatifs, l'idée importante ici est qu'entre le gène et son produit s'intercalent une série de réactions qui modifient, souvent considérablement, les séquences des populations de molécules d'arns présentes dans la cellule. Or, c est le séquençage de l ADN qui s est développé en donnant naissance à la génomique, les molécules d ARNs, elles, sont chimiquement très réactives, et leur séquençage direct (sans faire une copie ADN) reste, pour l instant, inaccessible à une échelle globale (voir plus loin). Les débuts du séquençage de l ADN Les premières méthodes qui permirent de déterminer rapidement l'ordre de succession des nucléotides le long des molécules d'adn (séquencer l'adn) datent de 1977 (Sanger et al., 1977, Maxam et Gilbert, 1977). C est une date critique. Avant, on savait conceptuellement ce que devait être un gène et ses mutations, mais sans espoir d en connaître réellement le contenu informatif précis. Après, on allait pouvoir déchiffrer ce contenu, vieux rêve de tous les généticiens. Ces méthodes sont aujourd'hui reléguées aux musées (voir plus loin), mais il s'agissait alors d'un progrès considérable qui faisait suite à des années de recherches au cours desquelles avaient été explorées différentes pistes permettant de déterminer des séquences courtes d ADN comme, par exemple, les opérateurs bactériens. Ce n est donc qu à partir de 1977 que l on a commencé à connaître l'information génétique contenue dans les gènes. Une accélération considérable des découvertes de la génétique moléculaire s'ensuivit. Les mutations n'étaient plus uniquement des signatures conceptuelles associées à des phénotypes particuliers dans des conditions définies du laboratoire. On en découvrait maintenant la nature chimique et, en conséquence, on allait pouvoir les créer chimiquement de façon déterminée. Toute l'histoire de la mutagénèse dirigée débutait, suivie plus tard de celle de la synthèse chimique des gènes et maintenant de celle des génomes entiers (voir plus loin). Comme le dogme central de la biologie moléculaire associé au code génétique permettent de prédire les séquences des protéines à partir de celles des gènes (aux modifications près introduites au niveau des ARNs), au début des années 1980s on séquençait les gènes pour avoir la séquence des protéines. Mais le séquençage d ADN restait laborieux et le souci était d éviter la duplication des efforts. Naissaient alors les premières bases de données permettant de mettre à la disposition de la communauté scientifique les séquences d'adn et celles, déduites, de protéines. Peu à peu, comme ces répertoires s'enrichissaient, les comparaisons de séquences devenaient possibles. Graduellement, elles allaient prendre le pas sur les expériences. En même temps, on s'intéressait aux séquences régulatrices de l'expression des gènes que l'on pouvait maintenant manipuler dans des systèmes artificiels d'expression génétique. On s'intéressait évidemment aussi aux premiers gènes morbides identifiés chez l'homme. On espérait en tirer rapidement des traitements (et des retombées financières!). On s'intéressait aux génomes des organelles, des plasmides et des virus dont les tailles limitées permettaient d'obtenir les séquences complètes en seulement. quelques années de travail! C était l époque du Génie génétique triomphant. Certains, pensant alors que l on avait tout compris, ne rêvaient que d applications. Elles furent décevantes pour la plupart car très prématurées.

7 Figure 2 : Une brève histoire de la biologie moléculaire jusqu'à la génomique actuelle. L ingénierie génomique C'est pourtant à cette époque que furent découverts les premiers outils d'ingénierie des génomes. Des endonucléases dont la spécificité de séquence permettait d'envisager cibler un site unique dans un génome entier. La première catégorie d'enzymes de cette nature, appelée maintenant homing endonucleases, avait été découverte à partir d' un intron mobile d'un gène mitochondrial de levure présentant des anomalies de transmission héréditaire lors des croisements (Jacquier et Dujon., 1985, Colleaux et al., 1986, Colleaux et al. 1988, Dujon, 2005a). Tout sauf le chemin direct souhaité par les tenants actuels de la recherche sur projets prédéfinis! De très nombreuses homing endonucleases sont connues actuellement issues d'une variété d'organismes ou synthétisées artificiellement pour des applications précises. Une deuxième catégorie d'endonucléases site-spécifiques est représentée par les protéines à doigt de zinc et, plus récemment, une troisième catégorie a été fabriquée artificiellement par ingénierie de molécules naturelles et synthétiques, les TALLE nucleases ou TALLEN. Avec ces outils, et tout ce que l'on a appris sur les génomes (voir plus loin), on peut raisonnablement espérer maintenant qu'une véritable ère de Génie génomique s'ouvre à nous. Les multiples fonctions des ARNs Pendant ce temps, les ARNs continuèrent de nous surprendre. D'abord, on découvrit qu'ils subissent des éditions, c'est-à-dire que leur séquence est modifiée de façon précise et déterminée, changeant ainsi l'information génétique qu'ils étaient censés véhiculer. On

8 connaît maintenant beaucoup de mécanismes différents d'édition. Dans certains cas, l'édition peut être tellement massive qu'elle crée des messagers traduits en protéines là où il n'y a pas de gène reconnaissable correspondant. C est le cas des mitochondries dans le grand groupe eucaryote des Excavates (voir figure). Mais surtout on découvrit que les ARNs sont capables de catalyser des réactions chimiques (Cech et al., 1981, Altman, 1981). D abord celles concernant leur propre structure (transesterifications permettant l'épissage des introns, hydrolyse des liaisons phosphodiester permettant la maturation des ARNs précurseurs). Mais aussi toute une variété d'autres réactions biochimiques. Aujourd'hui on sait que les ARNs sont impliqués, comme catalyseurs ou comme co-facteurs, dans une variété de réactions essentielles à la vie cellulaire telles que la synthèse protéique au niveau du ribosome, l'élongation des télomères (Greider and Blackburn, 1989), le transport des protéines, les processus de maturation ou de modifications chimiques d'autres ARNs et, bien sûr, le contrôle de l expression d autres gènes ainsi que des éléments mobiles, des séquencs virales ou des séquences répétées dans les génomes. On découvrit des machineries complexes chez les eucaryotes, impliquant des petits ARNs, pour ces dernièrs types d activités (Fire et al., 1998). Le nombre des petits ARNs et la variété de leurs propriétés ont augmenté très vite grâce, en particulier, aux nouvelles méthodes de séquençage. Le séquençage des génomes et le développement de la Génomique Les motifs Au milieu des années 1980s, les applications potentielles du génie génétique et d autres considérations plus stratégiques, voire politiques, allaient motiver le séquençage des génomes entiers, à commencer par celui de l'homme. Plusieurs années s'ensuivirent au cours desquelles hésitations, conflits et rebondissements ne furent pas rares. Contrairement aux idées simples, les progrès les plus décisifs ne vinrent pas toujours de là où on les attendait. Comme dans toute recherche véritable d'ailleurs. Des bactéries (comme Haemophilus influenzae), la levure de boulangerie Saccharomyces cerevisiae et le nématode Caenorhabditis elegans devaient jouer, chacun à leur manière, des rôles essentiels dans le programme "génome humain" alors qu'ils étaient des initiatives indépendantes (lire, par exemple, Vassarotti et al.,1995, Goujon, 2001, Brown, 2003). Ironiquement, alors que certains ne voyaient dans ces génomes que des tremplins technologiques pour le génome humain, c est sur le plan conceptuel que les choses commençaient à bouger. Les surprises Les premiers génomes séquencés (Fleischmann et al. 1995, Goffeau et al. 1996) nous rappelèrent rapidement à quel point des connaissances fondamentales nous manquaient. Avec le génome de la levure, trois surprises majeures attendaient les généticiens. D abord, il y avait dans le génome beaucoup plus de gènes pour chaque fonction que ce que la génétique laissait prévoir. En d autres termes, les cribles génétiques classiques mêmes les plus systématiquement appliqués n arrivaient jamais à l exhaustivité. Ensuite, beaucoup de gènes avaient des séquences entièrement nouvelles, sans similarité dans les bases de données existantes. Une explication triviale était que ces bases de données étaient très incomplètes, ce qui n était pas faux. Mais même aujourd hui chaque nouveau génome séquencé fait apparaître une fraction non nulle de tels gènes qu on désigne donc comme «orphelins». Une autre explication commune à l époque était que ces gènes orphelins n étaient pas des vrais gènes. Ce qui n est pas nécessairement faux non plus pour certain d entre eux. Mais leur nombre élevé exclu la généralisation de cette hypothèse. Une réalité plus intéressante, comprise seulement maintenant, est que certains des gènes orphelins sont en réalité des gènes créés de novo dans les différentes lignées évolutives. Enfin, la troisième surprise était que nombre de gènes étaient dupliqués. Ceci était incompréhensible dans la vision classique de mutations aléatoires soumises à la sélection naturelle. On sait maintenant que cette redondance est vraie pour tous les génomes, même si le cas de la levure était particulier. En d'autres termes, la nature ne connaît pas les génomes minimums dont rêvent les ingénieurs. La raison est à rechercher dans la dynamique évolutive perpétuelle des génomes (voir plus loin).

9 Les chiffres Actuellement, de nombreux génomes bactériens ont été séquencés entièrement ou partiellement (plus de projets sont mentionnés sur le site GOLD (http://www.genomesonline.org/). Il en va de même d'environ six cents génomes d'archaea (un déficit important comparé aux bactéries) et d'un nombre rapidement croissant d eucaryotes (environ sont terminés ou en cours). Historiquement, ce fut la levure Saccharomyces cerevisiae avec son génome d'environ 13 millions de nucléotides (Mb) le premier eucaryote séquencé (Goffeau et al. 1996, 1997). Puis, alors que le nombre de génomes bactériens augmentait, on a vu apparaître successivement les séquences de génomes eucaryotes plus grands tels que ceux de Caenorhabditis elegans, (97 Mb, Sulston, Waterston et Consortium, 1978), un nématode servant de modèle expérimental, et d'arabidopsis thaliana (115 Mb, Arabidopsis Genome Initiative, 2000), une crucifère modèle. Ces débuts étaient très laborieux. Ils nécessitaient plusieurs années de travail de consortiums de laboratoires qui établissaient d'abord une cartographie détaillée des génomes avant un séquençage ordonné des segments par la méthode de Sanger. Chacun de ces projets marquait une étape importante de la génomique naissante. Le génome humain Au tournant de l'an 2000, un premier assemblage du génome de Drosophila melanogaster (160 Mb) était publié, démontrant la faisabilité d'un séquençage aléatoire total, dit shotgun (Adams et al., 2000). Il s'agissait d'une étape importante dans la course au génome humain. Celui-ci (environ 3100 Mb) a été déclaré terminé dans une première version en 2001 (Collins et al., 2001, Venter et al., 2001). C'était un travail considérable qui avait impliqué pour l'international Human genome Consortium, le séquençage chromosome par chromosome, par l'intermédiaire de clones BAC ancrés sur une cartographie génétique, et qui s'est terminé par une compétition contre un groupe privé travaillant par séquençage total aléatoire (shotgun). Compétition biaisée car, alors que les séquences chromosome par chromosome du Consortium international étaient rendues immédiatement publiques, celles du groupe privé restaient confidentielles. Une version plus complète et révisée du génome humain fut publiée par l'international Human genome Sequencing Consortium (2004). Il s'agissait toujours d'un "génome théorique", c'est-à-dire d'un équivalent haploïde de plusieurs individus. Aujourd'hui, les génomes de plusieurs personnes vivantes sont séquencés et certains scientifiques connus ont souhaité voir leurs génomes publiés les premiers. Après plusieurs autres génomes de représentants de différentes populations ayant permis les premières comparaisons, un vaste projet d'étude du polymorphisme a été lancé impliquant le séquençage de plus d'un millier d'individus appartenant à 14 populations (1000 genomes international initiative). Avec les génomes individuels, on découvre qu'au-delà des SNPs et indels, le polymorphisme génétique entre les individus implique de grandes variations structurales dont l'importance était sousestimée, telles que de larges délétions, duplications ou inversions (Korbel et al., 2007) et des réarrangements balancés (Chen et al., 2008). Les variations du nombre de copies de segments de chromosomes (CNVs) sont maintenant reconnues comme une source majeure de polymorphisme des génomes. L'analyse des données de polymorphisme est en train de nous apporter de nombreuses informations sur les variations entre individus (Abecassis et al., 2012), l'origine des indels (Montgomery et al., 2013), les évènements de rétroduplications (Abyzov et al., 2013) ou encore les variations fonctionnelle d'expression des gènes (Lappalainen et al., 2013) pour ne citer que quelques exemples. Des espoirs considérables apparaissent dans le domaine des cancers (Khurana et al., 2013) en particulier grâce à la possibilité d'identifier des allèles à faible pénétrance Whiffin et al., 2013).

10 Les grands génomes Après la première version du génome humain apparurent les génomes d'autres vertébrés qui devaient jouer un rôle fondamental dans l'interprétation du génome humain. Il s'agit du Fugu (365 Mb, Aparicio et al., 2002), un poisson téléostéen, et de son cousin Tetraodon negroviridis (Jaillon et al., 2004). C'est avec ce dernier que, par comparaison détaillée, l'on réussit à déduire que le génome humain devait compter seulement gènes environ. Vinrent aussi les génomes du riz ( Mb, Goff et al. 2002, Yu et al., 2002, Yu et al., 2005), d Anopheles gambiae (278 Mb, Holt et al., 2002), un moustique vecteur de la malaria, d'autres nématodes (Stein et al., 2003, Mitreva et al., 2005), de la souris (Waterston et al., 2002, Mouse genome consortium, 2002), du rat (Gibbs et al., 2004), du poulet (Hillier et al., 2004, du chimpanzé (Mikkelsen et al., 2005) et d'autres grands primates. Ensuite, apparurent les génomes du peuplier, du chien, de la vigne, du cheval, du bananier, de l'ornithorhynque, du concombre, de la papaye, du ver à soie pour ne citer que quelques exemples. Il est devenu impossible de suivre cette accélération. Malgré cette abondance, chaque nouveau génome continue de nous révéler des surprises. Tous ces génomes ne sont pas nécessairement séquencés de manière complète. À cause de leur taille même, ou des difficultés inhérentes à leur complexité, on réalise le séquençage à un certain niveau de couverture moyenne 1, variable selon les besoins. Il reste des trous ou des zones de basse qualité dans les séquences déposées dans les bases de données. Il faut s'en souvenir même si les progrès de la Génomique comparative permettent de s'en accommoder. Et surtout les méthodes de séquençage ayant considérablement évolué (voir plus loin), les problèmes se posent aujourd hui de manière totalement différente pour les nouveaux génomes étudiés. La génomique évolutive En parallèle des grands génomes cités, le séquençage total ou partiel de beaucoup d'autres génomes eucaryotes de taille plus modeste était devenue chose courante au début des années 2000 en utilisant la méthode Sanger. Ceci a ouvert la voie à un nouveau champ de recherches dans lequel la dimension évolutive prenait de plus en plus de place par rapport à la dimension fonctionnelle. Plusieurs dizaines d'espèces de levures ont été séquencées, (Souciet et al., 2000, Wood et al., 2002, Cliften et al., 2003, Kellis et al., 2003, Jones et al., 2004, Dujon et al., 2004, Dietrich et al, 2004, Kellis et al., 2004, Loftus et al., 2005, Dujon, 2005b, 2006, Novo et al, 2009, Dujon, 2010), et autant de champignons divers (Galagan et al., 2003, 2005, Machida et al., 2005, Nierman et al., 2005, Dean et al., 2005, Kaiper et al., 2006, Martin et al., 2008, 2010, Ma et al., 2009,). On a séquencé des microsporidies (la première était Encephalitozoon cuniculi, Katinka et al., 2001), des parasites comme le Plasmodium falciparum (Gardner et al, 2002), agent de la malaria et son cousin P. yoelii yoelii (Carlton et al., 2002) et d'autres Apicomplexes comme Cryptosporidium hominis (Xu et al., 2004), les trypanosomes Trypanosma brucei (Berriman et al., 2005) et T. cruzi (El-Sayed et al., 2005), la leishmanie Leshmania major (Ivens et al., 2005), des amibes comme Entamoeba histolytica (Loftus et al., 2005) ou Dictyostelium discoideum (Eichinger et al., 2005) etc... A mesure que l efficacité de séquençage augmentait, la génomique évolutive a pu également s adresser aux organismes pluricellulaires. Douze espèces de Drosophiles ont été séquencées et comparées pour comprendre l'évolution de ce groupe d'insectes (Drosophila 12 genomes consortium, 2007). Le point critique était l existence de centres de séquençage capables de générer et de traiter des grands volumes de données. 1 Dans un séquençage aléatoire, la couverture est donnée par le nombre de nucléotides totaux séquencés rapporté à la taille du génome. Si L est la longeur moyenne (en nucléotides) de chaque lecture, N le nombre total de lectures effectuées et G la taille du génome (en nucléotides), la couverture C s'exprime par C= NL/G). On a l'habitude d'exprimer ce rapport par un nombre de X (ex. 3X: couverture typique d'un séquençage exploratoire, 6X: couverture typique d'un brouillon assemblé de séquence (draft), X: couverture standard d'une séquence qui sera soumise à finition). Tous ces chiffres correspondent aux séquençages génomiques réalisés selon la méthode de Sanger jusqu en 2007 environ. Avec l'arrivée des nouvelles technologies, des couvertures beaucoup plus élevées sont obtenues et le problème des finitions est abandonné faute de pouvoir le traiter (voir chapitre).

11 Le Génoscope En France, le Génoscope d'evry, qui n'est pourtant que d'une taille modeste vis-à-vis de ses concurrents étrangers, a réalisé le séquençage complet du chromosome 14 humain (Heilig et al., 2003), du poisson Tetraodon (Jaillon et al., 2004), de la Paramécie (Aury et al., 2006), de la vigne (Jaillon et al., 2007), d'une algue brune Ectocarpus silicosus (Cock et al., 2010), de l'urochordé Oikopleura, pour ne citer que les plus grands projets. Depuis une dizaine d années, il a réalisé plusieurs centaines de projets génomes au service de la communauté scientifique française et européenne, en plus du séquençage de régions génomiques d'intérêt particulier, de la recherche de mutations, de banques d'adn complémentaires etc... Les curiosités biologiques Avec les génomes, la Biologie traditionnelle redevient d'actualité. Par exemple, on a séquencé les nucléomorphes de symbiontes récents tels que Guillardia thêta, une Cryptophyte considérée à tort comme une algue rouge (Douglas et al., 2001) et Bigelowiella natans, un Chlorarachniophyte considéré à tort comme une algue verte (Gilson et al., 2006). Ces nucléomorphes représentent en réalité les restes des noyaux d une algue rouge ou verte, respectivement, après leur absorption par d autres eucaryotes unicellulaires ayant ainsi acquis la photosynthèse de manière endosymbiotique (Curtis et al., 2012). De la même façon, on a séquencé le génome d'une ascidie, Ciona intestinalis pour explorer la base évolutive des Chordés (Dehal et al., 2002). On s'intéresse aussi aux annélides et aux mollusques car ce sont des Lophotrochozoaires, une branche animale longtemps inexplorée au niveau génomique et qui présente de nombreuses caractéristiques intéressantes dans le plan de formation du corps. Loin d'être une activité réductionniste à l'extrême comme certains l'imaginent, l'étude des génomes ouvre des voies nouvelles, d'une efficacité inconnue auparavant, pour tous ceux qui connaissent l'histoire naturelle et ses remarquables observations. On s'intéresse aux symbioses, au parasitisme, et à toutes les interactions des organismes dans la nature. Génomique populationnelle et métagénomique De plus, pour un nombre croissant d organismes on séquence, pour les comparer, de nombreux individus d une même espèce. On parle de reséquençage. C est évidemment le cas pour l homme, mais aussi pour de nombreux microorganismes (voir par exemple Liti et al., 2009). Avec cette stratégie, la génomique rejoint la génétique des populations, en l'enrichissant d'une quantité de données que cette dernière ne pouvait pas obtenir par les méthodes traditionnelles. C'est là, l'un des défis majeurs de l'enseignement de la Biologie moderne, tant ces disciplines sont restées trop longtemps séparées (voir Lynch, 2007). De même, l'analyse des génomes nous affranchit de la nécessité d'isoler les organismes étudiés, ce qui n'est pas toujours possible. Au contraire, on peut s'intéresser directement à des populations naturelles, ou même des écosystèmes. On parle de métagénomique. Actuellement, on découvre plus d'espèces nouvelles par le séquençage métagénomique que par les méthodes traditionnelles. L'étendue de la biodiversité des espèces devient accessible aux nouvelles méthodes de séquençage (Sogin et al., 2006). Les océans deviennent des champs d'exploration systématique. Un projet piloté par des équipes françaises et le Génoscope (Tara Océans) a été lancé pour cataloguer des virus, des bactéries et des eucaryotes unicellulaires des océans du monde entier (Karsenti et al., 2011). Plusieurs centaines de prélèvements ont été effectués et les échantillons sont caractérisés par le séquençage et l analyse des morphologies cellulaires (Karsenti, 2012). Les échantillons océaniques montre de nombreux virus dont l importance écologique est probablement grande (Hingamp et al., 2013 ). Les sols aussi sont évidemment étudiés pour leur importance agronomique ou forestière mais également pour suivre les effets de diverses pollutions (Monier, et al., 2011). Au fur et à mesure que les résultats arrivent, on mesure l'ampleur de ce qui nous reste à découvrir, même dans des systèmes limités comme les flores intestinales de l'homme ou des animaux pour lesquels des programmes internationaux ont déjà livrés leurs

12 premiers résultats (Qin et al., 2010). On parle maintenant couramment de microbiome pour désigner les flores microbiennes dont les compositions peuvent maintenant être intégralement décrites par la métagénomique sans nous limiter aux micro-organismes cultivables. La phylogénomique Enfin, c'est tout l'arbre du vivant qui est revu (et souvent corrigé) avec les données des génomes. Il suffit pour s'en convaincre de regarder l'arbre actuel des eucaryotes (Baldauf et al., 2003, Keeling et al., 2005, voir figure) et de le comparer avec les versions antérieures, même relativement récentes. A la phylogénétique succède une phylogénomique dont les principes sont encore objet d'actives recherches, vu la complexité du problème. La congruence des topologies des arbres devient un problème très compliqué si l'on souhaite y intégrer toutes les données des génomes. Les arbres obtenus dépendent du lot de gènes utilisé pour établir la phylogénie. Les raisons de ce phénomène sont complexes et encore mal comprises. Les hybrides naturels et les transferts génétiques horizontaux sont probablement beaucoup plus fréquents qu'on ne l'imagine. Figure 3 : L'arbre phylogénétique des eucaryotes compte neuf lignées principales regroupées ici en cinq branches majeures (Keeling et al, 2005). Le nombre de génomes séquencés complètement ou partiellement (rouge gras) montre un fort déséquilibre entre les cinq principales branches (GOLD octobre 2011). La génomique a encore à faire un long travail d exploration avant qu une description équilibrée du monde vivant devienne disponible.

COURS D ANALYSE DES GENOMES

COURS D ANALYSE DES GENOMES COURS D ANALYSE DES GENOMES ANNEE UNIVERSITAIRE 2014-2015 * * * * * * Codirecteurs du Cours : Bernard DUJON et Stéphane LE CROM Chef de Travaux : Lionel FRANGEUL * * * * * * LE COURS SE DEROULE DU 3 NOVEMBRE

Plus en détail

Sommaire. Première partie Les concepts de base

Sommaire. Première partie Les concepts de base Sommaire Préface à la troisième édition... Préface à la deuxième édition... Avant-propos à la troisième édition... Avant-propos à la deuxième édition... Avant-propos à la première édition... XV XVII XIX

Plus en détail

Marc DELPECH. CORATA La Rochelle le 21 mai 2008

Marc DELPECH. CORATA La Rochelle le 21 mai 2008 Marc DELPECH CORATA La Rochelle le 21 mai 2008 En 24 ans les progrès ont été considérables Premières utilisation des techniques de génétique moléculaire en diagnostic : 1984 Une palette de techniques très

Plus en détail

CHAPITRE 3 LA SYNTHESE DES PROTEINES

CHAPITRE 3 LA SYNTHESE DES PROTEINES CHAITRE 3 LA SYNTHESE DES ROTEINES On sait qu un gène détient dans sa séquence nucléotidique, l information permettant la synthèse d un polypeptide. Ce dernier caractérisé par sa séquence d acides aminés

Plus en détail

Différences entre Homme et singes?

Différences entre Homme et singes? Différences entre Homme et singes? Différences entre Homme et singes? Apparition de l œil? Apparition du vol? Apparition des hémoglobines? Molécule d hémoglobine HEME Chaîne polypeptidique de type 2 Chaîne

Plus en détail

Génétique et génomique Pierre Martin

Génétique et génomique Pierre Martin Génétique et génomique Pierre Martin Principe de la sélections Repérage des animaux intéressants X Accouplements Programmés Sélection des meilleurs mâles pour la diffusion Index diffusés Indexation simultanée

Plus en détail

Obtention de données génétiques à grande échelle

Obtention de données génétiques à grande échelle Obtention de données génétiques à grande échelle Stéphanie FERREIRA Ph.D. Campus de l Institut Pasteur de Lille 1, rue du Professeur Calmette 59000 LILLE Tel : 03 20 87 71 53 Fax : 03 20 87 72 64 contact@genoscreen.fr

Plus en détail

Université Bordeaux Segalen - PACES 2012-2013 ED UE9s Avril 2013

Université Bordeaux Segalen - PACES 2012-2013 ED UE9s Avril 2013 Sélectionner les propositions exactes Université Bordeaux Segalen - PACES 2012-2013 ED UE9s Avril 2013 QCM 1 La plupart des techniques de biologie moléculaire repose sur le principe de complémentarité

Plus en détail

Dr E. CHEVRET UE2.1 2013-2014. Aperçu général sur l architecture et les fonctions cellulaires

Dr E. CHEVRET UE2.1 2013-2014. Aperçu général sur l architecture et les fonctions cellulaires Aperçu général sur l architecture et les fonctions cellulaires I. Introduction II. Les microscopes 1. Le microscope optique 2. Le microscope à fluorescence 3. Le microscope confocal 4. Le microscope électronique

Plus en détail

Recherche de parenté entre les vertébrés

Recherche de parenté entre les vertébrés 1 CHAPITRE A Recherche de parenté entre les vertébrés 2 Chapitre A : Recherche de parentés entre les êtres vivants Tous les êtres vivants présentent des structures cellulaires et un fonctionnement commun

Plus en détail

MASTER (LMD) PARCOURS MICROORGANISMES, HÔTES, ENVIRONNEMENTS (MHE)

MASTER (LMD) PARCOURS MICROORGANISMES, HÔTES, ENVIRONNEMENTS (MHE) MASTER (LMD) PARCOURS MICROORGANISMES, HÔTES, ENVIRONNEMENTS (MHE) RÉSUMÉ DE LA FORMATION Type de diplôme : Master (LMD) Domaine ministériel : Sciences, Technologies, Santé Mention : BIOLOGIE DES PLANTES

Plus en détail

Biologie cellulaire. Perfectionnement à la culture cellulaire. Programme. ParTIe PraTIQUe. ParTIe THÉorIQUe. durée : 4 jours

Biologie cellulaire. Perfectionnement à la culture cellulaire. Programme. ParTIe PraTIQUe. ParTIe THÉorIQUe. durée : 4 jours Biologie cellulaire Perfectionnement à la culture cellulaire durée : 4 jours ingénieurs, chercheurs et chefs de projet connaissances de base en culture cellulaire ou validation du module «initiation à

Plus en détail

GENETIQUE MEDICALE - Principe des études moléculaires en Génétique Médicale, Méthodes d analyse des microlésions du Génome

GENETIQUE MEDICALE - Principe des études moléculaires en Génétique Médicale, Méthodes d analyse des microlésions du Génome 29/10/2014 Crévits Léna L2 Génétique médicale Dr Martin Krahn 14 pages Principe des études moléculaires en Génétique Médicale - Méthodes d analyse des microlésions du Génome Plan A. Rappels et généralités

Plus en détail

POPULATION D ADN COMPLEXE - ADN génomique ou - copie d ARNm = CDNA

POPULATION D ADN COMPLEXE - ADN génomique ou - copie d ARNm = CDNA POPULATION D ADN COMPLEXE - ADN génomique ou - copie d ARNm = CDNA Amplification spécifique Détection spécifique Clonage dans des vecteurs Amplification in vitro PCR Hybridation moléculaire - hôte cellulaire

Plus en détail

Chapitre 7 : diversification des êtres vivants et évolution de la biodiversité

Chapitre 7 : diversification des êtres vivants et évolution de la biodiversité Chapitre 7 : diversification des êtres vivants et évolution de la biodiversité Au sein d une espèce, la diversité entre les individus a pour origine les mutations, sources de création de nouveaux allèles,

Plus en détail

Le séquençage à haut débit Mars 2011

Le séquençage à haut débit Mars 2011 Atelier Epigénétique Université Pierre et Marie Curie Le séquençage à haut débit Mars 2011 Stéphane Le Crom (lecrom@biologie.ens.fr) Institut de Biologie de l École normale supérieure (IBENS) de la Montagne

Plus en détail

Cahier de texte de la classe 1 ère 4 - SVT

Cahier de texte de la classe 1 ère 4 - SVT Cahier de texte de la classe 1 ère 4 - SVT DATE SEQUENCE lundi 12 : revoir la fiche méthodologique «utiliser le microscope optique» (disponible sur le site du lycée) Lundi 12 1 er contact avec les élèves.

Plus en détail

Présentation ADN Fishbase. Jolien Bamps

Présentation ADN Fishbase. Jolien Bamps Présentation ADN Fishbase Jolien Bamps Les lois de Mendel et la transmission de l hérédité Gregor Mendel Moine et botaniste hongrois (1822-1884), en charge de maintenir le potager de son monastère Considéré

Plus en détail

De GenoSol à GenoBiome, mise en place d une structure analytique pour évaluer l état biologique du sol

De GenoSol à GenoBiome, mise en place d une structure analytique pour évaluer l état biologique du sol De GenoSol à GenoBiome, mise en place d une structure analytique pour évaluer l état biologique du sol Lionel RANJARD, Samuel Dequiedt, Pierre-Alain Maron, Anne-Laure Blieux. UMR Agroécologie-plateforme

Plus en détail

Cours d introduction à la génétique de la souris Notion de Souche

Cours d introduction à la génétique de la souris Notion de Souche Cours d introduction à la génétique de la souris Notion de Souche Introduction: - Réponse d un animal à l expérimentation (diapo 1) Facteurs environnementaux et propres à l animal - Notion d animal standardisé

Plus en détail

Les principes du sequençage haut-débit

Les principes du sequençage haut-débit Les principes du sequençage haut-débit Mardi 23 avril 2013 Dr H. EL HOUSNI Organisation Génomique Podhala'et'al.'Trends'in'genetics'2012' Costa V et al. J BioMed BioTech 2010 32 ans Costa V et al. J BioMed

Plus en détail

D. Locker Professeur émérite Université d Orléans

D. Locker Professeur émérite Université d Orléans Le séquençage du génome Humain : Comment a-t-il été séquencé? Que nous apprend la séquence? Et après? D. Locker Professeur émérite Université d Orléans Résumé L ADN contenu dans nos 23 paires de chromosomes

Plus en détail

Les microarrays: technologie pour interroger le génome

Les microarrays: technologie pour interroger le génome Les microarrays: technologie pour interroger le génome Patrick DESCOMBES patrick.descombes@frontiers-in-genetics.org Plate forme génomique NCCR Frontiers in Genetics Université de Genève http://genomics.frontiers-in-genetics.org

Plus en détail

BIOLOGIE MOLECULAIRE

BIOLOGIE MOLECULAIRE BIOLOGIE MOLECULAIRE I. Eléments importants de la structure des génomes eucaryotes 1. Chromosomes et chromatines a) Caractéristiques générales d'un chromosome Les chromosomes des eucaryotes sont des grosses

Plus en détail

Les OGM. 5 décembre 2008. Nicole Mounier

Les OGM. 5 décembre 2008. Nicole Mounier Les OGM 5 décembre 2008 Nicole Mounier Université Claude Bernard Lyon 1 CGMC, bâtiment Gregor Mendel 43, boulevard du 11 Novembre 1918 69622 Villeurbanne Cedex OGM Organismes Génétiquement Modifiés Transfert

Plus en détail

Le séquençage à haut débit Juin 2012

Le séquençage à haut débit Juin 2012 Atelier Epigénétique Université Pierre et Marie Curie Le séquençage à haut débit Juin 2012 Stéphane Le Crom (stephane.le_crom@upmc.fr) Laboratoire de Biologie du Développement (UPMC) de la Montagne Sainte

Plus en détail

Introduction : l ère de la génomique

Introduction : l ère de la génomique Introduction : l ère de la génomique En 1995, pour la première fois, la séquence complète du génome d une cellule vivante a été déterminée. Il s agissait d Haemophilus influenzae, une bactérie responsable

Plus en détail

Big data et sciences du Vivant L'exemple du séquençage haut débit

Big data et sciences du Vivant L'exemple du séquençage haut débit Big data et sciences du Vivant L'exemple du séquençage haut débit C. Gaspin, C. Hoede, C. Klopp, D. Laborie, J. Mariette, C. Noirot, MS. Trotard bioinfo@genopole.toulouse.inra.fr INRA - MIAT - Plate-forme

Plus en détail

Analyse des génomes. Module de Bioinformatique Appliquée. A. Les projets Génome : a) Qu est-ce qu un projet génome? Cours Analyse des génomes

Analyse des génomes. Module de Bioinformatique Appliquée. A. Les projets Génome : a) Qu est-ce qu un projet génome? Cours Analyse des génomes Module de Bioinformatique Appliquée GB3-2012 Cours Analyse des génomes 0 Analyse des génomes 1 Les objectifs des projets génomes sont : Assemblagedes cartes physiques et génétiques sur le génome de l organisme

Plus en détail

Bachelier - Technologue de laboratoire médical Option chimie clinique

Bachelier - Technologue de laboratoire médical Option chimie clinique Haute École Louvain en Hainaut www.helha.be Année académique 2015-2016 Catégorie Paramédicale Bachelier - Technologue de laboratoire médical Option chimie clinique HELHa Fleurus Rue de Bruxelles 101 6220

Plus en détail

AutoGRAPH Un serveur pour automatiser et visualiser la comparaison de génomes: Application à l identification de nouveaux gènes chez le chien.

AutoGRAPH Un serveur pour automatiser et visualiser la comparaison de génomes: Application à l identification de nouveaux gènes chez le chien. AutoGRAPH Un serveur pour automatiser et visualiser la comparaison de génomes: Application à l identification de nouveaux gènes chez le chien. Thomas DERRIEN CNRS-UMR6061 Génétique et Développement Université

Plus en détail

3. L'ARN: Structure, Diffférents Types Et Propriétés tructure assification des ARN ARN ribosoinaux (ARNr) synthétisés dans le noyau

3. L'ARN: Structure, Diffférents Types Et Propriétés tructure assification des ARN ARN ribosoinaux (ARNr) synthétisés dans le noyau 3. L'ARN: Structure, Diffférents Types Et Propriétés Structure Les ARN sont des polymères de RiboNucléotides liés par des liaisons phosophodiester 5'-3'. Les bases azotées sont A-U, C-G. Le sucre est le

Plus en détail

A la rencontre du séquençage haut-débit nouvelle génération. Infosys Building, Kuwait

A la rencontre du séquençage haut-débit nouvelle génération. Infosys Building, Kuwait A la rencontre du séquençage haut-débit nouvelle génération Infosys Building, Kuwait 2001 : Aboutissement du projet Génome Humain Ancêtres & Renouveau 2010 Hélicos, Ion torrent, Pacbio, Oxford Nanopore

Plus en détail

DAEU- cours de Sciences de la Nature et de la Vie- Marie Claire Garnier

DAEU- cours de Sciences de la Nature et de la Vie- Marie Claire Garnier Partie 3 : génétique Chapitre 1 : la transmission d un caractère au cours de la reproduction sexuée Rappel : la reproduction sexuée comprend 2 phénomènes fondamentaux successifs : La méiose lors de la

Plus en détail

Deux plateformes IBiSA et 3 plateaux techniques regroupés depuis 2010. Responsable scientifique Denis Milan. Coordination des nouveaux investissements

Deux plateformes IBiSA et 3 plateaux techniques regroupés depuis 2010. Responsable scientifique Denis Milan. Coordination des nouveaux investissements RNA-seq Olivier Bouchez Nathalie Marsaud Mercredi 28 mars 2012 Plateforme GeT : Génome et Transcriptome Deux plateformes IBiSA et 3 plateaux techniques regroupés depuis 2010 Responsable scientifique Denis

Plus en détail

La génomique. Etude des génomes et de l ensemble de leurs gènes. Nécessite des outils bioinformatiques. Plusieurs étapes :

La génomique. Etude des génomes et de l ensemble de leurs gènes. Nécessite des outils bioinformatiques. Plusieurs étapes : La génomique Etude des génomes et de l ensemble de leurs gènes La structure Le fonctionnement L évolution Le polymorphisme, Plusieurs étapes : Nécessite des outils bioinformatiques 1 Chronologie sur le

Plus en détail

Chapitre 1 : Introduction aux bases de données

Chapitre 1 : Introduction aux bases de données Chapitre 1 : Introduction aux bases de données Les Bases de Données occupent aujourd'hui une place de plus en plus importante dans les systèmes informatiques. Les Systèmes de Gestion de Bases de Données

Plus en détail

Le séquençage haut-débit

Le séquençage haut-débit Nouveaux outils en biologie Le séquençage haut-débit DES d hématologie 16 janvier 2015 Paris Alice Marceau-Renaut Laboratoire d hématologie CHRU Lille NGS = Next-Generation Sequencing Whole-genome Whole-exome

Plus en détail

Cahier de texte de la classe 1 ère 3 - SVT

Cahier de texte de la classe 1 ère 3 - SVT Cahier de texte de la classe 1 ère 3 - SVT DATE SEQUENCE jeudi 8 : revoir la fiche méthodologique «utiliser le microscope optique» (disponible sur le site du lycée) Jeudi 8 1 er contact avec les élèves.

Plus en détail

1A 01 Brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique Ex 2.1 SUJET 1

1A 01 Brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique Ex 2.1 SUJET 1 SUJET 1 On réalise deux croisements expérimentaux chez la drosophile afin d étudier le devenir de deux caractères : la couleur du corps et l aspect des ailes au cours de la reproduction sexuée La longueur

Plus en détail

Techniques et matériels pour la production des données brutes de séquençage métagénomique

Techniques et matériels pour la production des données brutes de séquençage métagénomique 1 Techniques et matériels pour la production des données brutes de séquençage métagénomique Benoît Remenant, Stéphane Chaillou Introduction Au cours des dix dernières années, la métagénomique a permis

Plus en détail

Titre: Domaine scientifique : Mots clés : Directeurs de thèse : Institution des directeurs de thèse : Adresse email des directeurs de thèse :

Titre: Domaine scientifique : Mots clés : Directeurs de thèse : Institution des directeurs de thèse : Adresse email des directeurs de thèse : Titre: Détermination de l ensemble des ARNs non codants chez Ostreococcus, un modèle d algue unicellulaire marine infectée par des virus à ADN double brin Domaine scientifique : Génomique Mots clés : ARN

Plus en détail

Master de Bioinformatique et Biologie des Systèmes Toulouse http://m2pbioinfo.biotoul.fr Responsable : Pr. Gwennaele Fichant

Master de Bioinformatique et Biologie des Systèmes Toulouse http://m2pbioinfo.biotoul.fr Responsable : Pr. Gwennaele Fichant Master de Bioinformatique et Biologie des Systèmes Toulouse http://m2pbioinfo.biotoul.fr Responsable : Pr. Gwennaele Fichant Parcours: Master 1 : Bioinformatique et biologie des Systèmes dans le Master

Plus en détail

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2013 SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE Série S Durée de l'épreuve : 3h30 Coefficient : 6 ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE L'usage de la calculatrice n'est pas autorisé. Dès que le

Plus en détail

Influence du nombre de réplicats dans une analyse différentielle de données RNAseq

Influence du nombre de réplicats dans une analyse différentielle de données RNAseq Influence du nombre de réplicats dans une analyse différentielle de données RNAseq Statisticiens: Sophie Lamarre Steve Van Ginkel Sébastien Déjean - Magali San Cristobal Matthieu Vignes Biologistes: Stéphane

Plus en détail

Introduction à la Génomique Fonctionnelle

Introduction à la Génomique Fonctionnelle Introduction à la Génomique Fonctionnelle Cours aux étudiants de BSc Biologie 3ème année Philippe Reymond, MER PLAN DU COURS - Séquençage des génomes - Fabrication de DNA microarrays - Autres méthodes

Plus en détail

Séquençage massif en parallèle Défis technologiques et informatiques

Séquençage massif en parallèle Défis technologiques et informatiques Séquençage massif en parallèle Défis technologiques et informatiques Jean-Baptiste Rivière, PhD jean-baptiste.riviere@u-bourgogne.fr 10/09/2014 Séquençage massif en parallèle Défis technologiques de Sanger

Plus en détail

L'analyse protéomique et les sciences -omiques: des données massives à interpréter et sauvegarder

L'analyse protéomique et les sciences -omiques: des données massives à interpréter et sauvegarder L'analyse protéomique et les sciences -omiques: des données massives à interpréter et sauvegarder Christine CARAPITO, Alexandre BUREL, Patrick GUTERL, Alexandre WALTER, Jérôme PANSANEL, Fabrice VARRIER,

Plus en détail

Cellules procaryotes Service histologie Pr.k.mebarek

Cellules procaryotes Service histologie Pr.k.mebarek Cellules procaryotes Service histologie Pr.k.mebarek I) Les cellules procaryotes II) Les cellules eucaryotes o 1) Caractéristiques générales des cellules eucaryotes o 2) Organisation des cellules eucaryotes

Plus en détail

L épissage alternatif : un gène, combien de protéines?

L épissage alternatif : un gène, combien de protéines? L épissage alternatif : un gène, combien de protéines? Avant la publication de la séquence complète de l ADN du génome humain, au début des années 2000, on estimait le nombre de gènes à environ 300.000.

Plus en détail

Cours 5. Transmission et remaniement de l information génétique. http://rna.igmors.u-psud.fr/gautheret/cours/

Cours 5. Transmission et remaniement de l information génétique. http://rna.igmors.u-psud.fr/gautheret/cours/ Cours 5 Transmission et remaniement de l information génétique http://rna.igmors.u-psud.fr/gautheret/cours/ 1 Plan Rappels sur la réplication de l ADN Le cycle cellulaire et ses contrôles La mitose Recombinaisons

Plus en détail

Bioinformatique en génomique évolutive

Bioinformatique en génomique évolutive Bioinformatique en génomique évolutive Elsa Petit Parcours 1997-2000: Ecole d Ingénieurs des Travaux Agricoles, Bordeaux Option pathologie végétale Eté 1999: Iowa State University, Prévision de l anthracnose

Plus en détail

exemple de végétaux exposés au benzène atmosphérique Sylvain Dumez sylvain.dumez@univ-lille2.fr

exemple de végétaux exposés au benzène atmosphérique Sylvain Dumez sylvain.dumez@univ-lille2.fr Approches écotoxicogénomiques et application à la biosurveillance exemple de végétaux exposés au benzène atmosphérique Sylvain Dumez sylvain.dumez@univ-lille2.fr Laboratoire des Sciences végétales et fongiques,

Plus en détail

PARCOURS : BIOLOGIE, GENETIQUE, IMMUNOLOGIE, MICROBIOLOGIE ENSEIGNEMENT (SEMESTRE 1)

PARCOURS : BIOLOGIE, GENETIQUE, IMMUNOLOGIE, MICROBIOLOGIE ENSEIGNEMENT (SEMESTRE 1) PARCOURS : BIOLOGIE, GENETIQUE, IMMUNOLOGIE, MICROBIOLOGIE ENSEIGNEMENT (SEMESTRE 1) Apport de la Biologie Cellulaire et Moléculaire aux innovations médicales (bases et prérequis de biologie cellulaire

Plus en détail

PROBLEMES D'ORDONNANCEMENT AVEC RESSOURCES

PROBLEMES D'ORDONNANCEMENT AVEC RESSOURCES Leçon 11 PROBLEMES D'ORDONNANCEMENT AVEC RESSOURCES Dans cette leçon, nous retrouvons le problème d ordonnancement déjà vu mais en ajoutant la prise en compte de contraintes portant sur les ressources.

Plus en détail

MABioVis. Bio-informatique et la

MABioVis. Bio-informatique et la MABioVis Modèles et Algorithmes pour la Bio-informatique et la Visualisation Visite ENS Cachan 5 janvier 2011 MABioVis G GUY MELANÇON (PR UFR Maths Info / EPI GRAVITE) (là, maintenant) - MABioVis DAVID

Plus en détail

CERTIFICAT DE COMPÉTENCES EN BIO-INFORMATIQUE

CERTIFICAT DE COMPÉTENCES EN BIO-INFORMATIQUE CERTIFICAT DE COMPÉTENCES EN BIO-INFORMATIQUE Organisé par l équipe pédagogique : Statistique bioinformatique du département IMATH Responsable de la formation : Pr. Jean-François Zagury Coordinateur des

Plus en détail

Analyse de Séquences M1 BIBS. 2 e partie. http://rna.igmors.u-psud.fr/gautheret/cours/ V. 2012.1

Analyse de Séquences M1 BIBS. 2 e partie. http://rna.igmors.u-psud.fr/gautheret/cours/ V. 2012.1 Analyse de Séquences M1 BIBS 2 e partie http://rna.igmors.u-psud.fr/gautheret/cours/ V. 2012.1 1 Les programmes Génome 2 Les programmes Génome Préhistoire Séquençage de Sanger Avant le séquençage d organismes:

Plus en détail

Groupe de travail : Bioinformatique, plateformes, séquençage et génotypage

Groupe de travail : Bioinformatique, plateformes, séquençage et génotypage Groupe de travail : Bioinformatique, plateformes, séquençage et génotypage Les questions biologiques auxquelles s intéresse l ITMO ont traditionnellement fait appel à la génétique, à la génétique des populations,

Plus en détail

LA MITOSE CUEEP - USTL DÉPARTEMENT SCIENCES BAHIJA DELATTRE

LA MITOSE CUEEP - USTL DÉPARTEMENT SCIENCES BAHIJA DELATTRE Biologie LA MITOSE CUEEP - USTL DÉPARTEMENT SCIENCES BAHIJA DELATTRE Février 2006 I. L'INTRODUCTION Chaque cellule d'un organisme supérieur provient de la multiplication d'une cellule préexistante (cellule

Plus en détail

BILAN DE LA SANTÉ DES FORÊTS EN 2015

BILAN DE LA SANTÉ DES FORÊTS EN 2015 Département de la santé des forêts février 2015 BILAN DE LA SANTÉ DES FORÊTS EN 2015 LA BIOLOGIE MOLÉCULAIRE AU SERVICE DU DIAGNOSTIC POUR LA SANTÉ DES FORÊTS Marie-Laure Desprez-Loustau (INRA-Univ Bordeaux

Plus en détail

MYRIAD. l ADN isolé n est à présent plus brevetable!

MYRIAD. l ADN isolé n est à présent plus brevetable! MYRIAD La Cour Suprême des Etats-Unis revient sur plus de 30 ans de pratique : l ADN isolé n est à présent plus brevetable! Mauvaise passe pour les inventions en biotechnologies sur le territoire américain.

Plus en détail

Christelle REYNES EA 2415 Epidémiologie, Biostatistique et Santé Publique Université Montpellier 1. 8 Juin 2012

Christelle REYNES EA 2415 Epidémiologie, Biostatistique et Santé Publique Université Montpellier 1. 8 Juin 2012 Extraction et analyse des mesures haut-débit pour l identification de biomarqueurs : problèmes méthodologiques liés à la dimension et solutions envisagées EA 2415 Epidémiologie, Biostatistique et Santé

Plus en détail

BO spécial n 1 du 4 février 2010 BO spécial n 9 du 30 septembre 2010. Laurence Comte Conseillère pédagogique AEFE

BO spécial n 1 du 4 février 2010 BO spécial n 9 du 30 septembre 2010. Laurence Comte Conseillère pédagogique AEFE BO spécial n 1 du 4 février 2010 BO spécial n 9 du 30 septembre 2010 Laurence Comte Conseillère pédagogique AEFE 1 1 CONTEXTE Horaires: 1 ère ES et L : 1h30 //1 ère S : 3h Permettre les réorientations

Plus en détail

Introduction à la génomique fonctionnelle

Introduction à la génomique fonctionnelle Introduction à la génomique fonctionnelle Cours aux étudiants de BSc Biologie 3ème année Philippe Reymond, MER PLAN DU COURS - Séquençage des génomes - Méthodes globales d'analyse du génome - Analyse des

Plus en détail

LE PROBLEME DU PLUS COURT CHEMIN

LE PROBLEME DU PLUS COURT CHEMIN LE PROBLEME DU PLUS COURT CHEMIN Dans cette leçon nous définissons le modèle de plus court chemin, présentons des exemples d'application et proposons un algorithme de résolution dans le cas où les longueurs

Plus en détail

Vendredi 6 décembre 2013 Rouen

Vendredi 6 décembre 2013 Rouen Séminaire danimation d Animation de l Axe laxe 1 Vendredi 6 décembre 2013 Rouen «Le Séquençage de Nouvelle Génération dans le Cancéropôle Nord Ouest: Evolution, Résultats, projets» Diagnostic 0,5 2 Gb

Plus en détail

Conférence technique internationale de la FAO

Conférence technique internationale de la FAO Décembre 2009 ABDC-10/7.2 F Conférence technique internationale de la FAO Biotechnologies agricoles dans les pays en développement: choix et perspectives pour les cultures, les forêts, l élevage, les pêches

Plus en détail

Médecine 4P Prédictive, Préventive, Personnalisée, Participative Les enjeux

Médecine 4P Prédictive, Préventive, Personnalisée, Participative Les enjeux Médecine 4P Prédictive, Préventive, Personnalisée, Participative Les enjeux Unité Inserm UMR 1087-CNRS UMR 6291 Hervé Le Marec Evolution de la médecine et de la recherche biomédicale développement de traitements

Plus en détail

Analyses bioinformatiques pour le PCIM

Analyses bioinformatiques pour le PCIM Analyses bioinformatiques pour le PCIM Journée de rencontre des utilisateurs du Pôle de calcul intensif pour la mer 17 janvier 2014 La bioinfo, késaco? Approche in silico de la biologie L'organisation,

Plus en détail

TD Bioinformatique : Sequence Alignment. Pourquoi faire une recherche par similarité?

TD Bioinformatique : Sequence Alignment. Pourquoi faire une recherche par similarité? TD Bioinformatique : Sequence lignment Pourquoi faire une recherche par similarité? - Savoir si ma séquence ressemble à d'autres déjà connues. - Trouver toutes les séquences d'une même famille. - Rechercher

Plus en détail

Recherche et analyse de polymorphismes SNP

Recherche et analyse de polymorphismes SNP Recherche et analyse de polymorphismes SNP 1- Tablet : Détection visuelle de SNP avec Tablet Tablet est un outil graphique de visualisation d assemblage et d alignement de séquences issues de NGS (Next

Plus en détail

Conception assistée par ordinateur de molécules thérapeutiques

Conception assistée par ordinateur de molécules thérapeutiques Conception assistée par ordinateur de molécules thérapeutiques D. Gilis Bioinformatique génomique et structurale Faculté des sciences appliquées Université Libre de Bruxelles Objectif: illustrer en quoi

Plus en détail

Outils de gestion des ressources biologiques

Outils de gestion des ressources biologiques Le Cahier des Techniques de l INRA 2015 (84) N 1 Outils de gestion des ressources biologiques Frédéric Sanchez 1 *, Tou Cheu Xiong 1 Résumé. Les recherches en biologie génèrent un grand nombre d échantillons

Plus en détail

Intrants médicamenteux en agriculture et en santé : les écosystèmes microbiens sont-ils un problème ou une solution?

Intrants médicamenteux en agriculture et en santé : les écosystèmes microbiens sont-ils un problème ou une solution? Les Rencontres de l Inra au Salon de l agriculture Intrants médicamenteux en agriculture et en santé : les écosystèmes microbiens sont-ils un problème ou une solution? Lundi 23 février 2015 Programme 14h30

Plus en détail

Les débuts de la génétique

Les débuts de la génétique HPITRE 9 DES DÉBTS DE L ÉNÉTIQE X ENJEX TELS DES BIOTEHNOLOIES 1 Les débuts de la génétique est avec les travaux de regor Mendel vers la fin du XIX e siècle que furent posées les bases de la génétique.

Plus en détail

3: Clonage d un gène dans un plasmide

3: Clonage d un gène dans un plasmide 3: Clonage d un gène dans un plasmide Le clonage moléculaire est une des bases du génie génétique. Il consiste à insérer un fragment d'adn (dénommé insert) dans un vecteur approprié comme un plasmide par

Plus en détail

Protection juridique des inventions biotechnologiques

Protection juridique des inventions biotechnologiques BREVETS Protection juridique des inventions biotechnologiques Directive 98/44 CE du Parlement Européen et du Conseil du 6 Juillet 1998 Le Parlement Européen et le Conseil de l' Union Européenne ont arrêté

Plus en détail

STATION 1A Plateforme de séquençage de nouvelle génération

STATION 1A Plateforme de séquençage de nouvelle génération STATION 1A Plateforme de séquençage de nouvelle génération Dr JACQUES SIMARD Le mandat de cette plateforme est d offrir l expertise à la fine pointe de la technologie afin de générer des données de séquence

Plus en détail

Rapport d'analyse des besoins

Rapport d'analyse des besoins Projet ANR 2011 - BR4CP (Business Recommendation for Configurable products) Rapport d'analyse des besoins Janvier 2013 Rapport IRIT/RR--2013-17 FR Redacteur : 0. Lhomme Introduction...4 La configuration

Plus en détail

Épreuve orale de TIPE

Épreuve orale de TIPE Banque Agro Veto. Session 2012 Rapport sur les concours A TB Épreuve orale de TIPE Concours Nb cand. Moyenne Ecart type TB ENSA- ENITA Note la plus basse Note la plus haute 65 11,98 3,09 5 20 TB ENV 28

Plus en détail

AVANT-PROPOS CREATIVITE, FEMMES ET DEVELOPPEMENT L'EXEMPLE QUI VIENT DES AUTRES...

AVANT-PROPOS CREATIVITE, FEMMES ET DEVELOPPEMENT L'EXEMPLE QUI VIENT DES AUTRES... AVANT-PROPOS CREATIVITE, FEMMES ET DEVELOPPEMENT L'EXEMPLE QUI VIENT DES AUTRES... Tellement à la mode depuis quelques années, le mot de créativité est peut-être déjà démodé. La publicité, la médiatisation,

Plus en détail

Les nouvelles technologies de séquençage au Genoscope. Jean-Marc Aury, France Denoeud

Les nouvelles technologies de séquençage au Genoscope. Jean-Marc Aury, France Denoeud Les nouvelles technologies de séquençage au Genoscope Jean-Marc Aury, France Denoeud Introduction Présentation du Genoscope et des activités liées aux NTS Séquençage et assemblage des génomes procaryotes

Plus en détail

Le séquençage Roche 454

Le séquençage Roche 454 Le séquençage Roche 454 www.454.com Stéphane Fénart, Arnaud Mouchon Roscoff, Avril 2012 Systèmes Genome Sequencers Une stratégie unique en séquençage nouvelle génération Pionniers en séquençage de nouvelle

Plus en détail

Chapitre 5 : La transcription. Professeur Joël LUNARDI

Chapitre 5 : La transcription. Professeur Joël LUNARDI Chapitre 5 : La transcription UE1 : Biochimie Biologie moléculaire Professeur Joël LUNARDI Année universitaire 2011/2012 Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés. Chapitre 5. La transcription

Plus en détail

Information quantique

Information quantique Information quantique J.M. Raimond LKB, Juin 2009 1 Le XX ème siècle fut celui de la mécanique quantique L exploration du monde microscopique a été la grande aventure scientifique du siècle dernier. La

Plus en détail

La santé des sols: Présentation LEM du 30 avril et du 1er mai 2014

La santé des sols: Présentation LEM du 30 avril et du 1er mai 2014 La santé des sols: Opportunités et applications des nouvelles technologies de biologie moléculaire et de séquençage Laboratoire d écologie microbienne (IRDA) Présentation LEM du 30 avril et du 1er mai

Plus en détail

Ebauche Rapport finale

Ebauche Rapport finale Ebauche Rapport finale Sommaire : 1 - Introduction au C.D.N. 2 - Définition de la problématique 3 - Etat de l'art : Présentatio de 3 Topologies streaming p2p 1) INTRODUCTION au C.D.N. La croissance rapide

Plus en détail

Introduction. I Étude rapide du réseau - Apprentissage. II Application à la reconnaissance des notes.

Introduction. I Étude rapide du réseau - Apprentissage. II Application à la reconnaissance des notes. Introduction L'objectif de mon TIPE est la reconnaissance de sons ou de notes de musique à l'aide d'un réseau de neurones. Ce réseau doit être capable d'apprendre à distinguer les exemples présentés puis

Plus en détail

TYPAGE HLA CROSSMATCH ANTICORPS ANTI-HLA

TYPAGE HLA CROSSMATCH ANTICORPS ANTI-HLA 16/11/12 TYPAGE HLA CROSSMATCH ANTICORPS ANTI-HLA Chantal GAUTREAU LABORATOIRE HLA S E R V I C E D I M M U N O L O G I E E T D H I S T O C O M PAT I B I L I T É, A P - H P, HÔPITAL SAINT LOUIS, PARIS,

Plus en détail

Comment dit-on qu'une étoile est plus vieille qu'une autre ou plus jeune qu'une autre?

Comment dit-on qu'une étoile est plus vieille qu'une autre ou plus jeune qu'une autre? Comment dit-on qu'une étoile est plus vieille qu'une autre ou plus jeune qu'une autre? Comment peut-on donner un âge à l'univers? Dans l'univers, il y a beaucoup de choses : des étoiles, comme le Soleil...

Plus en détail

Introduction à la génomique fonctionnelle

Introduction à la génomique fonctionnelle Introduction à la génomique fonctionnelle Cours aux étudiants de BSc Biologie 3ème année Philippe Reymond, MER PLAN DU COURS - Séquençage des génomes - DNA microarrays - Autres méthodes globales d'analyse

Plus en détail

Gènes Diffusion - EPIC 2010

Gènes Diffusion - EPIC 2010 Gènes Diffusion - EPIC 2010 1. Contexte. 2. Notion de génétique animale. 3. Profil de l équipe plateforme. 4. Type et gestion des données biologiques. 5. Environnement Matériel et Logiciel. 6. Analyses

Plus en détail

Séquençage haut débit (Next Generation Sequencing) 12/03/2012 Pascal Le Bourgeois, M1BBT, EM8BTGM 1

Séquençage haut débit (Next Generation Sequencing) 12/03/2012 Pascal Le Bourgeois, M1BBT, EM8BTGM 1 Séquençage haut débit (Next Generation Sequencing) 1 Pyroséquençage (454) Margulies M. et al. (2005). Genome sequencing in microfabricated high-density picolitre reactors. Nature 437:376-80 Pas de banques

Plus en détail

Projet Pédagogique Conférence interactive HUBERT REEVES Vendredi 13 mars 2015-14 H

Projet Pédagogique Conférence interactive HUBERT REEVES Vendredi 13 mars 2015-14 H Projet Pédagogique Conférence interactive HUBERT REEVES Vendredi 13 mars 2015-14 H Page 1 DES CONFERENCES QUI ENRICHISSENT LES PROGRAMMES SCOLAIRES : Objectifs principaux : Acquérir et approfondir des

Plus en détail

Sciences de l'environnement Toxicologie génétique, réalisation de tests in vitro en vue de détecter les propriétés mutagènes (et antimutagènes)

Sciences de l'environnement Toxicologie génétique, réalisation de tests in vitro en vue de détecter les propriétés mutagènes (et antimutagènes) Toxicologie Mycologie & Aérobiologie Toxicologie Sciences biomédicales Sciences de l'environnement Toxicologie génétique, réalisation de tests in vitro en vue de détecter les propriétés mutagènes (et antimutagènes)

Plus en détail

SOCLE COMMUN - La Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique

SOCLE COMMUN - La Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique SOCLE COMMUN - La Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique DOMAINE P3.C3.D1. Pratiquer une démarche scientifique et technologique, résoudre des

Plus en détail

TRANSCRIPTION TRADUCTION

TRANSCRIPTION TRADUCTION 4 TRANSCRIPTION TRADUCTION Objectifs : définir transcription et traduction et donner leur localisation cellulaire sur un schéma, identifier les acteurs de la transcription (ARNpol, brin transcrit, ARNm)

Plus en détail

La reconnaissance moléculaire: la base du design rationnel Modélisation moléculaire: Introduction Hiver 2006

La reconnaissance moléculaire: la base du design rationnel Modélisation moléculaire: Introduction Hiver 2006 La reconnaissance moléculaire: la base du design rationnel En 1890 Emil Fisher a proposé le modèle "serrure et clé" pour expliquer la façon de fonctionner des systèmes biologiques. Un substrat rentre et

Plus en détail

Chapitre 1. L algorithme génétique

Chapitre 1. L algorithme génétique Chapitre 1 L algorithme génétique L algorithme génétique (AG) est un algorithme de recherche basé sur les mécanismes de la sélection naturelle et de la génétique. Il combine une stratégie de survie des

Plus en détail