UE BIO556 | Catalogue 2020-2021

Descriptif

Génomes: diversité, environnement et santé humaine

Au cours de la dernière décennie, en réduisant drastiquement le coût du séquençage de l'ADN et de synthèse, les sciences de l'ingénieur ont révolutionné la recherche biologique. Durant cette période, nous avons observé une explosion du nombre de génomes séquencés et des applications résultant du séquençage et de la manipulation de l'ADN. Le but de ce cours est de donner un aperçu de cette "révolution génomique" et de la façon dont elle a radicalement changé la recherche biomédicale contemporaine.

La diversité de l'organisation des génomes, la structuration des communautés microbiennes dans leur environnement naturel comme la terre ou l'intestin humain et leurs conséquences sur l'écosystème et la santé humaine, la découverte de nouveaux gènes et fonctions, ainsi que la diversité génétique humaine et l’histoire des populations humaines, ou l'identification des facteurs génétiques impliqués dans les maladies humaines et les cancers seront présentés. Nous allons détailler les différents outils et modèles utilisés pour intégrer cette quantité massive d'informations pour les sciences fondamentales ainsi qu’à des fins appliquées. Tout au long des cours, nous présenterons des exemples concrets d'applications allant de la conception d'une nouvelle génération de biocarburants, à la bio-remédiation ou le diagnostic médical et le traitement des maladies.

Les principaux chapitres seront :

Aspects historiques et outils récents pour le séquençage et la manipulation de l’ADN ;
Facette génomiques, fondamentales et appliquées de l’études des microbiomes humains et environnementaux
Intégration fonctionnelle des données génomiques et biologie synthétique ;
Etude des génomes bactériens, évolution des gènes et phylogénie;
Etude des génomes eucaryotes et conflits génomiques;
Génomique des populations, coalescence, évolution humaine et domestication ;
Génomique des maladies génétique humaines et du cancer ;
Expression, régulation, petits ARN et principes de biologie des systèmes ;
La génomique dans le laboratoire, de la biologie cellulaire à l’évolution. Ethique ;

Nous traiterons de questions diverses auxquelles la génomique apporte un regard nouveau :

Y a-t-il un gène de l’humain ?
Les microbes de notre tube digestifs dictent ils nos conduites ?
Comment à émerger la complexité du vivant ?
Quels sont les déterminants génétiques du cancer ?
Quel avenir pour les biofuels et la biologie de synthèse?
A quoi peut bien servir l’ADN non codant ?
La résurrection d’organismes disparus, comme les mammouths ou les dinosaures, est-elle possible avec les technologies actuelles ?
Quels sont les risques de la génomique et de la biologie synthétique?
Pourquoi des introns dans nos gènes ?

Niveau requis : Avoir suivi au moins un module de Biologie en deuxième année.
Langue du cours : Anglais
Credits ECTS : 4

BIO556 - Genomes, diversity, environment and human health

Over the past decade, by drastically reducing the cost of DNA sequencing and synthesis, engineering science has revolutionized biological research. During this period, we observed an explosion in the number of sequenced genomes and applications resulting from DNA sequencing and manipulation. The aim of this course is to give an overview of this "genomic revolution" and how it has radically changed biomedical research in recent years.

The diversity of the organization of genomes, the structuring of microbial communities in their natural environment such as the earth or the human intestine and their consequences on the ecosystem and human health, the discovery of new genes and functions, Human genetics and the history of human populations, or the identification of genetic factors involved in human diseases and cancers will be presented. We will detail the different tools and models used to integrate this massive amount of information for the basic sciences as well as for applied purposes. Throughout the course, we will present concrete examples of applications ranging from the design of a new generation of biofuels to bio-remediation or medical diagnosis and treatment of diseases.

The main chapters will be:

• Historical aspects and tools for DNA sequencing and manipulation;
• Genomic, fundamental and applied facets of human and environmental microbiome studies
• Integration of genomic data at the functional level and synthetic biology;
• Study of bacterial genomes, evolution of genes and phylogeny;
• Study of eukaryotic genomes and genomic conflicts;
• Population genomics, coalescence, human evolution and domestication;
• Genomics of human genetic diseases and cancer;
• Expression, regulation, small RNA and principles of systems biology;
• Genomics in the laboratory, from cell biology to evolution. Ethics and genomics;

We will deal with a variety of issues to which genomics brings a new perspective:

Is there a human gene?
• Do the microbes in our digestive tract dictate our behavior?
• How emerged organismal complexity?
• What are the genetic determinants of cancer?
• What future for biofuels and synthetic biology?
• What is the use of non-coding DNA?
• Is the resurrection of missing organisms, such as mammoths or dinosaurs, possible with current technologies?
• What are the risks of genomics and synthetic biology?
• Why introns in our genes?

Requirements: completion of at least one Biology module during the second year.
Langue du cours : English
Credits ECTS : 4

effectifs minimal / maximal:

/45

Diplôme(s) concerné(s)

Parcours de rattachement

M1 Biologie-Santé - Voie Boris Ephrussi-X - Semestre 1