Descriptif

L’expérimentation est au centre des progrès de la biologie. Elle permet de mettre des hypothèses de travail à l’épreuve. Grâce à des cycles hypothèse vérification affinement, on aboutit à des modèles prédictifs, malgré la grande complexité des objets étudiés : les êtres vivants.

On ne peut garantir à un élève l'inscription pour un thème précis. La répartition des élèves se fait en fonction de l’offre et de la demande. Les thèmes suivants sont susceptibles d'être ouverts:

- Bioluminescence : 

L’énergie chimique extraite des molécules organiques par les êtres vivants peut être transformée en énergie thermique, en énergie mécanique, en énergie électrique, voire en énergie lumineuse. Cette dernière propriété est plus répandue qu’on ne le pense puisqu’elle existe chez plusieurs centaines d’espèces aussi diverses que des bactéries, des champignons et des animaux. Nous étudierons la protéine verte fluorescente (GFP) de la méduse Aequorea victoria. Nous utiliserons les outils du génie génétique, de la biochimie et de la biophysique pour comprendre l’origine de cette fluorescence et comment l’exploiter dans divers domaines biotechnologiques. La luciférine de la queue de luciole sera aussi abordée pour comprendre l’origine et le mécanisme de sa bioluminescence.

-Anticorps : de la défense immunitaire au diagnostique clinique :

Les anticorps, molécules centrales dans la réponse immunitaire de type humorale, jouent un rôle essentiel dans la prévention des infections. De plus, grâce à leur caractérisation précise, ils sont également devenus des outils incontournables pour la recherche, le diagnostic médical et la thérapie, notamment anti-cancéreuse. Ce Modal a pour objectif de caractériser les propriétés biochimiques des anticorps ainsi que d’illustrer de plusieurs exemples l’utilisation des anticorps en recherche et en diagnostic médical. L’utilisation d’un grand nombre de techniques classiques de biochimie et de biologie font également de ce Modal une excellente introduction au travail en laboratoire.

- Imagerie intracellulaire :

L’organisation et la dynamique du cytosquelette jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus de la vie de la cellule eucaryotes, comme la migration, la division ou le transport intracellulaire. L’objectif de ce Modal est d’observer les différents composants du cytosquelette (microtubule et filaments d’actine) à l’intérieur de cellules humaines. Il est l’occasion d’introduire de multiples techniques en biologie cellulaire (culture de cellules humaines, immunocytochimie, transfection), en microscopie et en modélisation numérique.

- Clonage :

Ce modal permet de découvrir les outils et les techniques clés, utilisés au quotidien dans les laboratoires. La dihydrofolate réductase (DHFR) de la levure de boulanger est une protéine essentielle conservée chez tous les eucaryotes. Grâce à son rôle clé dans la croissance cellulaire et dans le métabolisme, la DHFR a un intérêt pharmacologique. Elle est la cible des quelques médicaments qui sont utilisés pour le traitement d’un spectre large de maladies. Nous clonerons le gène codant pour la DHFR eucaryote dans une bactérie, nous induirons son expression et purifierons la protéine ainsi produite. Enfin, un test enzymatique permettra de caractériser fonctionnellement la protéine purifiée.

-Biologie synthétique: design et construction d'oscillateurs génétiques synthétiques :

La biologie synthétique a pour but la conception et la construction de formes de vie artificielles réalisant une fonction donnée. Les réseaux de régulation de gènes sont des ensembles de gènes qui interagissent entre eux et avec d’autres molécules, via leurs produits d’expression, permettant un contrôle mutuel de leurs niveaux d’expression. Une approche possible de la biologie synthétique consiste à modifier des réseaux génétiques existants ou à en concevoir de nouveaux, ouvrant la voie au design de nouvelles fonctions biologiques. C’est est un domaine de recherche très actif avec de nombreuses applications potentielles. Le but de ce Modal est l’étude et la fabrication d’oscillateurs génétiques synthétiques, c’est à dire des réseaux de gènes non naturels ayant un comportement oscillant. Il fait appel aux méthodes et techniques suivantes: modélisation des réseaux de gènes, génie génétique, culture cellulaire, microscopie de fluorescence, analyse d’image.