Descriptif
Génomique: diversité, environnement et santé humaine
Il y a un peu moins de 25 ans le génome humain était séquencé. Depuis cette date symbolique, en réduisant drastiquement le coût du séquençage de l'ADN, les sciences de l'ingénieur ont révolutionné la recherche en biologie. Il en a résulté l'émergence d'une discipline intégrative central à toute la biologie: la génomique. En mêlant génétique, biologie moléculaire et évolution cette discipline a pour objectif de déchiffrer la molécule d'ADN et de caractériser son contenu au niveau fonctionnel afin de répondre à des questions essentielles: comment des modifications de la séquence d'ADN peuvent résulter en des organismes aussi divers que des virus, des bactéries, des arbres ou des mammifères, comment ces variations peuvent expliquer les differences entre cellules au sein d’un organisme entre individus au sein d'une population, et comment exploiter ces connaissances pour comprendre comment les organismes fonctionnent ou dis-fonctionnent et s'adaptent.
Parce que les génomes contiennent des milliers à des milliards de paires de bases, des dizaines à des dizaines de milliers de gènes, la génomique est une science quantitative qui repose non seulement sur la multiplicité des approches que nous avons mentionnées, mais aussi sur les sciences de l'ingénieur. L'objectif de ce cours est de donner les moyens aux étudiants de comprendre en détail les approches utilisées pour étudier les génomes, quelles en sont les limites, les implications et la puissance au regards des problèmes auxquelles les sociétés humaines sont et seront confrontées: maladies , alimentation, polution, réchauffement.
Nous utiliserons pour cela la génétique pour cartographier l'origine des variations génétiques dans le génome; la biologie moléculaire et les méthodes comparative pour identifier les parties fonctionnelles des génomes et comprendre l'émergence de nouvelles fonctions; et une approche évolutive nous permettra de reconstruite l’histoire adaptative des espèces et d’en prédire les réponses futures. Nous aborderons des thèmes aussi divers que les pathologies génétiques et le cancer, l'agronomie, la domestication des plantes et des animaux, la réponse adaptative des espèces aux changements climatiques, le microbiote et sa contribution à la santé des individus et des écosystèmes, ainsi que l'histoire de l'homme. Tout au long des cours, nous présenterons aussi des exemples concrets d'applications allant de la conception d'une nouvelle génération de biocarburants, à la bio-remédiation ou le diagnostic médical et la thérapie génique.
Niveau requis : Avoir suivi au moins un module de Biologie en deuxième année.
Langue du cours : Anglais et/ou Français
Objectifs pédagogiques
L’objectif, en adoptant un zoom arrière allant de l’ADN jusqu’à la caractérisation de la biodiversité dans les écosystèmes, est de mettre en lumière les multiples facettes que révèle l’analyse des génomes — une discipline à l’intersection de la génétique, de la biologie moléculaire, de l’évolution et de la bioinformatique, et qui occupe une place centrale dans la compréhension du vivant.
À l’issue de ce cours, les étudiants auront acquis une compréhension integrative et un regard critique sur l’ensemble des travaux fondés sur l’analyse de l’ADN.
Par exemple :
- Comment séquencer un génome humain pour 1000 euros avec une clé USB
- Comment cartographier une maladie génétique rare avec 3 génomes
- Comment prédire le métabolisme d'une bactérie à partir de sa séquence
- Pourquoi je suis petit(e) ou grand(e) et quelle taille auront mes enfants
- Comment orchestrer l'expression du génome et gérer 1 million de parasites génomiques
- L'architecture du génome: évolvabilité et complexité des organismes
- Du polymorphismes à l'histoire évolutive des populations: le cas homo sapiens, ses plantes et ses animaux et leur potentielle réponse aux changements climatiques
- L'écologie bactérienne du microbiote digestif au contrôle du climat
- Modifier les génome: de la biologie de synthèse des biofuels à la thérapie génique et leur éthique.
- Cours magistral : 9
- Petite classe : 9
effectifs minimal / maximal:
/50Diplôme(s) concerné(s)
- Programmes d'échange internationaux
- M1 BH - Biologie et Santé
- MSc X-HEC Entrepreneurs
- Non Diplomant
- Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Parcours de rattachement
Objectifs de développement durable
ODD 3 Bonne santé et bien-être, ODD 11 Villes et communautés durables, ODD13 Mesures relatives à la lutte contre les changements climatiques, ODD 15 Vie terrestre.Pour les étudiants du diplôme Programmes d'échange internationaux
Un cours de biologie donnant des notions de génétique, ou biologie moléculaire ou évolution.
Pour les étudiants du diplôme M1 BH - Biologie et Santé
Un cours de biologie donnant des notions de génétique, ou biologie moléculaire ou évolution.
Pour les étudiants du diplôme MSc X-HEC Entrepreneurs
Un cours de biologie donnant des notions de génétique et ou évolution.
Pour les étudiants du diplôme Non Diplomant
Un cours de biologie donnant des notions de génétique, ou biologie moléculaire ou évolution.
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Vous devez avoir validé l'équation suivante : 1 parmi BIO_43032_EP, BIO_43031_EP, BIO_42051_EP, BIO_41052_EP
Un cours de biologie donnant des notions de génétique, ou biologie moléculaire ou évolution.
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade réduitPour les étudiants du diplôme Non Diplomant
Vos modalités d'acquisition :
L'examen final de BIO_51056_EP-Génomes : diversité, environnement et santé humaine est programmé en fin de période1.
L'examen oral est individuel.
Votre présentation doit obligatoirement être en anglais.
L'examen final consiste en une présentation orale de 30 minutes et une discussion :
-20 mn de présentation :
Vous devez choisir un des sujets proposés et faire une présentation synthétique en 15 minutes.
Après la synthèse, vous présenterez un mini-projet de 5 minutes proposant
soit un prolongement sur le travail présenté soit un projet indépendant sur la génétique/génomique.
-suivie de 9 minutes de questions (5mn sur le sujet et sur vos projets et 4 mn de questions du cours)
Un dossier contenant des sujets différents via MOODLE sont à votre disposition :
Vous pourrez télécharger les articles que nous vous proposons pour votre examen final Bio556, jusqu’au 12 décembre.
Prenez le temps de regarder les articles avant d’effectuer votre choix.
Vous êtes invités à m’indiquer, votre nom-prénom et l’article choisi « cf. fichier joint ».
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Examen de remplacement/rattrapage:
Présentation orale de 30 minutes et une discussion :
15 mn de présentation synthétique.
Après la synthèse, vous présenterez un mini-projet de 5 minutes proposant
soit un prolongement sur le travail présenté soit un projet indépendant sur la génétique/génomique.
- suivie de 9 minutes de questions (5mn sur le sujet et sur vos projets et 4 mn de questions du cours)
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- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
Pour les étudiants du diplôme M1 BH - Biologie et Santé
Vos modalités d'acquisition :
L'examen final de Bio51056-Génomes : diversité, environnement et santé humaine est programmé en fin de période1.
L'examen oral est individuel.
Votre présentation doit obligatoirement être en anglais.
L'examen final consiste en une présentation orale de 30 minutes et une discussion :
-20 mn de présentation :
Vous devez choisir un des sujets proposés et faire une présentation synthétique en 15 minutes.
Après la synthèse, vous présenterez un mini-projet de 5 minutes proposant
soit un prolongement sur le travail présenté soit un projet indépendant sur la génétique/génomique.
-suivie de 9 minutes de questions (5mn sur le sujet et sur vos projets et 4 mn de questions du cours)
Un dossier contenant des sujets différents via MOODLE sont à votre disposition :
Vous pourrez télécharger les articles que nous vous proposons pour votre examen final Bio556, jusqu’au 12 décembre.
Prenez le temps de regarder les articles avant d’effectuer votre choix.
Vous êtes invités à m’indiquer, votre nom-prénom et l’article choisi « cf. fichier joint ».
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- Crédits ECTS acquis : 4 ECTS
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Vos modalités d'acquisition :
L'examen final de Bio51056-Génomes : diversité, environnement et santé humaine est programmé en fin de période1.
L'examen oral est individuel.
Votre présentation doit obligatoirement être en anglais.
L'examen final consiste en une présentation orale de 30 minutes et une discussion :
-20 mn de présentation :
Vous devez choisir un des sujets proposés et faire une présentation synthétique en 15 minutes.
Après la synthèse, vous présenterez un mini-projet de 5 minutes proposant
soit un prolongement sur le travail présenté soit un projet indépendant sur la génétique/génomique.
-suivie de 9 minutes de questions (5mn sur le sujet et sur vos projets et 4 mn de questions du cours)
Un dossier contenant des sujets différents via MOODLE sont à votre disposition :
Vous pourrez télécharger les articles que nous vous proposons pour votre examen final Bio556, jusqu’au 12 décembre.
Prenez le temps de regarder les articles avant d’effectuer votre choix.
Vous êtes invités à m’indiquer, votre nom-prénom et l’article choisi « cf. fichier joint ».
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme Programmes d'échange internationaux
Vos modalités d'acquisition :
L'examen final de Bio51056-Génomes : diversité, environnement et santé humaine est programmé en fin de période1.
L'examen oral est individuel.
Votre présentation doit obligatoirement être en anglais.
L'examen final consiste en une présentation orale de 30 minutes et une discussion :
-20 mn de présentation :
Vous devez choisir un des sujets proposés et faire une présentation synthétique en 15 minutes.
Après la synthèse, vous présenterez un mini-projet de 5 minutes proposant
soit un prolongement sur le travail présenté soit un projet indépendant sur la génétique/génomique.
-suivie de 9 minutes de questions (5mn sur le sujet et sur vos projets et 4 mn de questions du cours)
Un dossier contenant des sujets différents via MOODLE sont à votre disposition :
Vous pourrez télécharger les articles que nous vous proposons pour votre examen final Bio556, jusqu’au 12 décembre.
Prenez le temps de regarder les articles avant d’effectuer votre choix.
Vous êtes invités à m’indiquer, votre nom-prénom et l’article choisi « cf. fichier joint ».
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
Pour les étudiants du diplôme MSc X-HEC Entrepreneurs
Vos modalités d'acquisition :
L'examen final de Bio51056-Génomes : diversité, environnement et santé humaine est programmé en fin de période1.
L'examen oral est individuel.
Votre présentation doit obligatoirement être en anglais.
L'examen final consiste en une présentation orale de 30 minutes et une discussion :
-20 mn de présentation :
Vous devez choisir un des sujets proposés et faire une présentation synthétique en 15 minutes.
Après la synthèse, vous présenterez un mini-projet de 5 minutes proposant
soit un prolongement sur le travail présenté soit un projet indépendant sur la génétique/génomique.
-suivie de 9 minutes de questions (5mn sur le sujet et sur vos projets et 4 mn de questions du cours)
Un dossier contenant des sujets différents via MOODLE sont à votre disposition :
Vous pourrez télécharger les articles que nous vous proposons pour votre examen final Bio556, jusqu’au 11 décembre.
Prenez le temps de regarder les articles avant d’effectuer votre choix.
Vous êtes invités à m’indiquer, votre nom-prénom et l’article choisi « cf. fichier joint ».
Programme détaillé
Cours 1 : Génomes – du stockage de l’information au séquençage.
Cours 2 : Génétique – de Mendel à l’identification des déterminants moléculaires des maladies génétiques.
Cours 3 : Gènes – de la détection au design.
Cours 4 : Génomique comparative – des génomes bactériens aux génomes humains.
Cours 5 : Expression génique (cours inversé) – de la régulation d’un gène à l’orchestration de l’expression de milliers.
Cours 6 : Génétique quantitative – des statistiques de l’hérédité à l’identification des déterminants moléculaires des caractères agricoles ou des maladies complexes.
Cours 7 : Génétique des populations – du destin d’une mutation à l’utilisation des génomes pour retracer l’histoire humaine et comprendre comment la sélection façonne notre identité et celle de nos plantes domestiquées.
Cours 8 : Génomique environnementale – du séquençage à la description du vivant à toutes les échelles, du microbiote à la mégafaune.
Cours 9 : Éthique – de la génétique et de la technologie à la réflexion éthique.
Mots clés
Génome, génétique, biologie moléculaire, évolution, biodiversité, santé, agriculture, histoire evolutive, microbioteMéthodes pédagogiques
classe inversé, escape game, quizzes, video presentationSupport pédagogique multimédia
