Génomique : organisation et évolution des génomes

Les récents développements des méthodes d’analyse des génomes ont révolutionné notre manière d’aborder la biologie et généré une quantité de données sans précédent sur la structure et la diversité de l’information génétique. Dans le cadre de cette UE, les différentes méthodes d’analyses des génomes seront présentées, en mettant l’accent sur les développements technologiques les plus récents et les applications qui en découlent. Les éléments structuraux des génomes et leur variabilité seront étudiés dans une approche intégrée faisant le lien avec les différents processus biologiques auxquels ils sont soumis. Les étudiants participeront activement au cours en constituant des dossiers sur les applications et les perspectives de la génomique. Des travaux pratiques sur machine permettront une initiation à la génomique fonctionnelle en utilisant des méthodes bioinformatiques de manipulation de données à haut débit et d’annotation de séquences génomiques.

Les objectifs de l’UE sont les suivants :

-     Approcher les différentes méthodes d’analyse des séquences d’ADN et des génomes et leur évolution, avec une initiation pratique aux méthodes bio-informatiques.

-     Comprendre les différents mécanismes assurant la réplication, la réparation et la recombinaison de l’ADN chez les procaryotes et les eucaryotes.

-     Identifier les différents éléments structuraux constituant les génomes et comprendre leur organisation et leurs interactions.

-     Illustrer la variabilité de l’architecture des génomes en relation avec les processus biologiques affectant l’ADN et les contraintes imposées par l’environnement.

-     Effectuer en groupe un travail de synthèse écrit et une restitution orale sur un sujet imposé lié à la génomique.

L’UE est organisée en 16h00 de cours magistraux, 8h00 de travaux pratiques sur machine et 6h00 de travaux dirigés.

-     Cours magistraux : cartographie physique et génétique, méthodes de séquençage à haut débit, annotation des génomes, applications de la génomique (médecine, agronomie, etc.) ; biologie de l’ADN (réplication, réparation, recombinaison) ; structure comparative des génomes bactériens et eucaryotes, contenu en bases, gènes à protéines, gènes à ARN, introns, éléments transposables et autres séquences répétées, chromosomes sexuels ; réarrangements génomiques, transfert horizontal, taille des génomes, duplication de gènes et de génomes.

-     TP sur machine : initiation pratique à la génomique fonctionnelle basée sur l’analyse de données brutes de séquençage haut débit. Détection des sites de fixation d'un facteur de transcription dans un génome (ChIP-seq) ; mesure de l'expression des gènes d’un génome (RNA-seq).

-     TD : Liens fonctionnels entre la structure des génomes, la réplication et la transcription.

-     Dossiers présentés par les étudiants : phylogénomique, paléogénomique/ADN ancien, génomique et agronomie, métagénomique, transcriptomique, épigénomique, ingénierie des génomes, génomique et cancer, génomique et maladies génétiques, génomique personnelle : aspects sociétaux.