LDD3 Chemistry, Life Sciences - Orsay campus

Bases fondamentales de chimie/biochimie et de biologie (L1 et L2).

Cette UE comportera :

Notions de base de la préformulation et de la formulation
Connaissances de base des opérations pharmaceutiques (compression, granulation..)
Le choix des excipients dans les formes pharamceutiques
Contrôles qualité des formes pharmaceutiques

Analyse des formulations de médicaments

Responsable de l'UE : Ali MAKKY (UFR Pharmacie)

Cette UE est destinée aux étudiants qui s’intéressent à la technologie pharmaceutique et plus particulièrement à la formulation des médicaments.
Les objectifs principaux de cette UE :

• Savoir comment formuler efficacement un médicament
• Acquérir les notions de base de la préformulation galénique des formes pharmaceutiques

Les cours de cette UE auront lieu à la faculté de Pharmacie Centre Henri Moissan - Université Paris-Saclay en présentiel.

Elle comporte 25 h de de CM, 14h de ETD et 6h de TP. 

Les TDS et l'examen sont basés sur des questions de cours, des exercices de réflexions sur des médicaments sur le marché mais aussi sur des analyses de formulations de médicaments extraits des articles.

Pharmacie galénique - Bonnes pratiques de fabrication des médicaments de Le Hir
Formes pharmaceutiques pour application locale. Monique Seiller, Marie-Claude Martini
Médicaments et autres produits de santé (Cours + QCM)
1st Edition. Jean-Marc Aiache Jean-Michel Cardot Valérie Hoffart
Pharmacotechnie industrielle (3ème édition)

Pré-requis : Aucun
Option à effectif limité - Une lettre de motivation sera nécessaire pour intégrer cette option.

L’objectif de cette option est de présenter les concepts fondamentaux de l’éthologie, d’illustrer ces concepts avec des exemples concrets de méthodologies utilisées en laboratoire et sur le terrain. Les bases physiologiques et neuronales sous-jacentes à certains comportements seront également présentées. Les étudiants seront amenés à mettre en pratique ces concepts et cette méthodologie (de la démarche expérimentale jusqu’aux analyses statistiques) via divers TP menés chez l’insecte et les mammifères.

À l’issue de cette UE, les étudiant-e-s seront en mesure de :
OAV1. Définir les concepts fondamentaux de l’éthologie.
OAV2. Mobiliser ces concepts pour analyser des documents portant sur l’étude du comportement animal.
OAV3. Identifier des bases physiologiques et neuronales sous-jacentes aux comportements.
OAV4. Construire et mener en autonomie les différentes étapes d’une démarche expérimentale en éthologie dans un cadre collectif et de travail en groupe.
OAV5. Mobiliser des concepts et outils d’observations, informatiques et statistiques dans le cadre des analyses du comportement animal.

21h CM : Introduction Générale (3h) / Mémoire spatiale (3h) / Émotions et comportement (3h) / Bases neurales des comportements motivés (3h) / Stratégies et comportements reproducteurs chez les animaux (3h) Communication chimique chez les Insectes (3h) / Bases neurobiologiques du chant des oiseaux chanteurs (3h).
21h TP : Étude comportementale chez le grillon / TP comportements spontanés chez les rongeurs / Comportement alimentaire chez la souris : Influence de l’état physiologie sur la néophobie / TP Apprentissage / mémoire spatiale / TP neuro-anatomie. Des compte-rendus de TP seront demandés et notés.
3h TD : Statistiques appliquées aux études comportementales.

Le comportement animal David Mcfarland (Auteur) Jacqueline Huart Psychobiologie, éthologie et évolution - Ed. De Boeck
Ethologie animale Anne-Sophie Darmaillacq (Auteur) Une approche biologique du comportement, 2ème édition- Ed De Boeck

Bases de biologie moléculaire et de génétique de L2 et L3 : réplication, transcription, traduction, mitose, méiose et génétique formelle. Bases de la démarche scientifique, techniques expérimentales vues en L2.

Cet enseignement a pour but de donner aux étudiants des connaissances plus approfondies en méthodologie et analyse génétique grâce à une approche pratique importante et concrète. Il repose sur l’étude des cascades moléculaires en s’appuyant sur deux exemples bien établis que sont le développement de la vulve (l’organe myoépithélial impliqué dans la ponte) chez le nématode Caenorhabditis elegans et la cascade apoptotique chez la drosophile.
L’étudiant se familiarisera avec la manipulation et l’observation du modèle animal Caenorhabditis elegans. Il disposera d’animaux dont le développement de la vulve est altéré chez les mutants. En utilisant des techniques de génétique, il analysera ces mutants et la relation épistatique qui existe entre eux et déterminera les gènes requis dans la réalisation du caractère étudié. Ces résultats permettront de proposer un modèle de la voie de signalisation moléculaire impliquée dans la mise en place de la vulve au cours du développement chez C. elegans.
Chez la drosophile, il réalisera un mini-crible de modificateurs dominants du phénotype induit par l'expression forcée d'un gène pro-apoptotique (killer) dirigée dans l'oeil, qui conduira à l'identification génétique et moléculaire de nouveaux membres de la cascade apoptotique. Puis, il testera par ARN interférence l'implication de gènes candidats codant des caspases dans la mort cellulaire induite dans l'oeil.

OAV1. Construire et appliquer une démarche scientifique afin de répondre à une question biologique. Mettre en œuvre un protocole expérimental (but, principe et limites) incluant des approches génétiques en respectant les règles de sécurité en laboratoire.
OAV2. Mettre en œuvre un protocole expérimental de biologie moléculaire en respectant les règles de sécurité en laboratoire.
OAV3. Rechercher bioinformatiquement le site d’insertion d’un élément transposable et son orientation dans le génome, puis poser des hypothèses sur les conséquences de cette insertion.
OAV4. Développer la pratique sur des modèles animaux pluricellulaires. S'adapter à des outils génétiques spécifiques des espèces étudiées. Comprendre comment caractériser génétiquement la formation d'un organe.

Cette UE va nous permettre de construire ensemble autour de cours interactifs et de nombreuses séances de TP. Les cours interactifs centrés sur deux modèles animaux seront complétés par des approches expérimentales originales basées essentiellement sur la génétique eucaryote et permettant d’illustrer les concepts abordés lors de votre cursus universitaire. Lors de ces nombreuses séances de TP, vous réaliserez des manipulation d’organismes modèles pluricellulaires, des croisements et cribles génétiques, des extractions d’ADN, de la PCR inverse, de l’analyse de séquences et de l’imagerie photonique, afin d’établir, pas à pas, un raisonnement scientifique pour répondre à une question biologique. Au travers de ces séances de TP, nous allons vous démontrer comment, à partir d’expériences de génétiques relativement simples à réaliser, on peut élaborer un mécanisme explicatif pour comprendre la création d’un organe chez un animal. Et pour compléter cette formation, l’évaluation, vous permettant de bien assimiler ces nouvelles connaissances et d’en conserver des traces écrites, se fera sous la forme de deux compte-rendu de TP et d’un examen écrit comptant pour 1/3 de la note finale.

Livres de génétique :
Rossignol, J.L. et al. (2000) Génétique, gènes et génomes. Editions Dunod
Serre J.L. (2012). Génétique. Edition Dunod
Sur le modèle C.elegans :
Marie-Anne Felix, Michel Labouesse, Laurent Ségalat. (2002) Caenorhabditis elegans Un organisme modèle en biologie. Edition Hermann
Labouesse, M. (1994) C. elegans, les promesses d'un petit animal intelligent.
médecine/sciences, 10 : 337-341.
Sur le modèle drosophile :
Deutsch, J. (1996). La Drosophile: Des chromosomes aux molecules. Edition John Libbey Eurotext

Les étudiants devront avoir suivi préalablement un cours d'initiation à l'immunologie.

Cours magistraux (15h): Immunité innée, sélection et différenciation des lymphocytes T, sélection et différenciation des lymphocytes B, pathologies du système immunitaire; applications de l'immunologie en thérapeutique.

Travaux dirigés (10h): Réponse immunitaire innée, présentation de l'antigène, autoimmunité, allergie.

Cours inversé (10h): Selon les années alternance de :
Sujet fondamental = présentation des techniques d'immunologie cellulaire en se basant sur des articles méthodologiques
et/ou
Sujet appliqué = présentation des pathologies du système immunitaire en expliquant le principe des traitements utilisés ou présentation des développements thérapeutiques issus des connaissances en immunologie.

Travaux pratiques (10h): Caractérisation des réponses immunitaires cellulaires contre un antigène modèle (test de restimulation antigénique).

OAV1. Décrire les mécanismes permettant la mise en place des réponses lymphocytaires.
OAV2. Décrire les mécanismes des principales pathologies du système immunitaire.
OAV3. Utiliser les connaissances acquises pour expliquer le principe des traitements immunologiques.
OAV4. Comprendre le principe des techniques permettant de caractériser les réponses lymphocytaires.
OAV5. Mesurer de façon quantitative les réponses immunitaires de type cellulaires.

Les notions abordées en cours magistral seront illustrées par des séances de travaux dirigées basées sur l'analyse de figures. Au cours des séances de travaux dirigés, les étudiants organisés en petits groupes (binômes à quadrinômes), présenteront oralement au reste de la promotion leur analyse des figures. Cette présentation sera évaluée (note de contrôle continu).

Un travail bibliographique sera réalisé par les étudiants organisés en petits groupes (binômes ou trinômes) afin de préparer un cours inversé (support power point et présentation orale) portant soit sur la présentation de techniques immunologiques soit sur des applications de l'immunologie en santé humaine. Les étudiants seront accompagnés dans la préparation du cours inversé par les enseignants. À l'issue de leur préparation, ils restitueront leur travail devant l'ensemble de la promotion. Ce travail bibliographique sera évalué par les enseignants (note de contrôle continu).

Les travaux pratiques auront pour objectif de mettre en oeuvre des techniques de mise en évidence des réponses immunitaires cellulaires, de travailler la représentation graphique des données et leur interprétation. Les travaux pratiques feront l'objet d'un compte rendu (note de contrôle continu).

Les bases de l'immunologie fondamentale et clinique
7ème édition Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, Shiv Pillai
Elsevier

Kuby Immunologie
7e édition
Judy Owen, Jenni Punt, Sharon Stranford
DUNOD

Chimie organique de L1, L2 et semestre 5
Chimie aromatique

Différents chapitres de la réactivité en chimie organique seront abordés sous forme d’atelier, au travers d’exemples concrets et appliqués :
• La chimie aromatique (SNAr)
• La chimie hétéroaromatique
• La chimie du soufre (Réaction de Mitsunobu, Corey..)
• La chimie du phosphore - contrôle de la stéréosélectivité dans la réaction de Wittig
• Réaction de cycloaddition 
• Introduction à la synthèse asymétrique

- Analyser et synthétiser des documents scientifiques
- Travailler en groupe
- Maitriser une synthèse multi étapes
- Savoir écrire des mécanismes.
- Savoir mettre en place un protocole opératoire de synthèse et l’adapter à partir d’un article.
- Réaliser une synthèse de composés organiques, les isoler, les purifier et les caractériser.

Au travers de travaux pratiques, d’analyses d’articles, vous découvrirez le rôle de la chimie organique dans les domaines pharmaceutiques, cosmétiques, agroalimentaire, de l’environnement et de la recherche.

À l’issue de cette UE, les étudiant·e·s seront en mesure d’aborder les questions toxicologiques et écotoxicologiques actuelles en maniant les concepts fondamentaux de ces disciplines. Les enseignements de l’UE sont répartis dans différents pôles complémentaires : risques chimiques, toxicologie humaine et écotoxicologie. Au-delà de l’acquisition de connaissances, cette UE repose sur des activités d’apprentissages variées dont les objectifs principaux sont de développer l’autonomie dans l’apprentissage, la critique scientifique et le travail en collaboration.

Les activités d’apprentissage mises en œuvre dans cette UE sont des cours, des conférences avec des personnes qualifiées invitées, le visionnage et l’analyse de films, des TD en classe inversée, et la rédaction d’un rapport bibliographique sur un projet choisi et réalisé en groupe. Celui-ci sera présenté à l’oral et analysé par des pairs.

Chimie

Chimie de l’environnement : air, eau, sols, déchets de Bliefert, Perraud
Chimie et environnement : cours, étude de cas et exercices corrigés de Cognet et al
Les risques chimiques et environnementaux : méthodes d’évaluation et impacts sur les organismes d’Amiard et al.

Toxicologie et stress oxydant

Traité de toxicologie générale : du niveau moléculaire à l’échelle planétaire de Bounias
Radicaux libres et stress oxydant : aspects biologiques et pathologiques de Delattre et al

Écotoxicologie

Introduction à l’écochimie : les substances chimiques de l'écosphère à l'homme de Ramade
Ecotoxicologie : théorie et applications de Forbes et Forbes

Nanosciences et nanotoxicologie

Nanosciences et nanotechnologies : évolution ou révolution ? sous la direction de de Lourtioz et al
Les nanosciences : nanotoxicologie et nanoéthique sous la direction de Lahmani et al

Ressources en ligne

Cycle de conférences sur le développement

L’UE Biologie des cancers (4,5 ECTS) propose une initiation complète aux mécanismes fondamentaux de la cancérogenèse et à leurs implications thérapeutiques.
Cours magistraux (17 h)
Les CM permettent de découvrir les aspects fondamentaux moléculaires et cellulaires de la formation des cancers. Seront étudiés :
•        les mutations génétiques et l’instabilité du génome ;
•        la perturbation des points de contrôle du cycle cellulaire ;
•        la résistance à l’apoptose et le contournement des mécanismes de sénescence ;
•        l’acquisition d’un potentiel prolifératif illimité et la reprogrammation métabolique ;
•        la formation des métastases et l’angiogenèse ;
•        l’implication du système immunitaire, entre surveillance et échappement ;
•        les principes fondamentaux des thérapies anticancéreuses (chimiques, ionisantes, ciblées, immunothérapies).
Ces enseignements s’appuient sur le cadre conceptuel des Hallmarks of Cancer (Hanahan & Weinberg) et mettent en relation les mécanismes biologiques et leurs applications cliniques.
Travaux dirigés (16 h)
Les TD complètent les CM par des exercices d’analyse de données issues de la littérature scientifique (figures, jeux de résultats expérimentaux, études de cas). Ils visent à développer la capacité d’interprétation critique, la mise en relation de données disparates et la construction d’arguments scientifiques solides. Un accent particulier est mis sur la lecture active d’articles de cancérologie et la préparation d’exposés oraux en groupe, autour de thématiques complémentaires à celles vues en CM.
Travaux pratiques (6 h)
Les TP initient les étudiants à l’exploitation de bases de données internationales, notamment le TCGA (The Cancer Genome Atlas). Ils permettent de manipuler des données génomiques et transcriptomiques réelles, d’apprendre à effectuer des analyses exploratoires simples et d’interpréter les résultats en lien avec la biologie des cancers.
Activité en autonomie (6 h)
En groupes de 4 à 5, les étudiants choisissent un article scientifique et/ou une thématique liée à la cancérologie et préparent un exposé oral présenté en fin d’UE. Cette activité implique recherche documentaire, analyse critique et synthèse d’informations issues de sources variées, ainsi que la conception d’un support visuel. Elle développe autonomie, travail collaboratif et communication scientifique.

OAV1. Comprendre les mécanismes de la transformation tumorale

Identifier et expliquer les grands processus impliqués dans la cancérogenèse en s’appuyant sur le cadre conceptuel des Hallmarks of Cancer (Hanahan & Weinberg). Cela inclut l’instabilité génétique, la dérégulation des points de contrôle du cycle cellulaire, la résistance à la mort cellulaire, l’acquisition d’un potentiel prolifératif illimité, la capacité d’induire l’angiogenèse, l’invasion tissulaire et la formation de métastases, ainsi que l’échappement à la surveillance immunitaire et la reprogrammation métabolique. Être capable d’illustrer ces mécanismes à travers des exemples concrets, allant des altérations moléculaires aux conséquences cellulaires et tissulaires.

OAV2. Analyser et présenter de manière critique la littérature scientifique

À partir de l’étude d’un article scientifique choisi, savoir :

•        extraire et interpréter les informations essentielles,

•        situer les résultats dans leur contexte scientifique,

•        développer une analyse critique de la méthodologie et de la portée des conclusions.

L’étudiant doit également être capable de présenter de façon synthétique et didactique le contenu de l’article lors d’un exposé oral, en construisant un support adapté. Ce travail est mené en groupe afin de développer des compétences collaboratives, la répartition des tâches, l’argumentation scientifique et la communication claire auprès d’un auditoire.

OAV3. Exploiter des bases de données en cancérologie

Utiliser et analyser des ressources bio-informatiques et des banques de données internationales (par exemple le TCGA, The Cancer Genome Atlas) pour explorer des données génomiques, transcriptomiques ou cliniques en lien avec les cancers. L’objectif est de se familiariser avec la recherche de données ouvertes, leur traitement et leur interprétation, afin d’acquérir une autonomie dans l’utilisation de ces outils indispensables en biologie moderne.

L’UE associe cours magistraux, TD, TP et travail en groupe dans une progression cohérente qui articule connaissances fondamentales, analyses de données et apprentissages actifs. 
•        Les CM (17 h) apportent les bases théoriques sur les mécanismes de la cancérogenèse et les approches thérapeutiques.
•        Les TD (16 h) permettent aux étudiants de mettre en pratique ces acquis à travers l’analyse de données extraites de la littérature scientifique.
•        L'activité en autonomie (AA) est un travail collectif (6 h) qui est spécifiquement consacré à l’analyse approfondie d’un article scientifique et/ou une thématique non abordée en CM/TD en lien avec les cancers. Réalisé en petits groupes, il conduit à la construction d’une présentation didactique et à une restitution orale avec support visuel. Cet exercice développe des compétences en analyse critique, communication scientifique et collaboration.
•        Les TP (6 h) complètent la formation en introduisant les étudiants à l’analyse bio-informatique de données issues de grandes bases en cancérologie, renforçant ainsi leur autonomie et leur familiarité avec les outils numériques de la recherche actuelle.
La pédagogie de l’UE combine ainsi transmission de savoirs, apprentissage par l’analyse et la critique, et mise en situation collaborative. Les étudiants deviennent acteurs de leur formation, en reliant théorie, expérimentation numérique, travail collectif et communication scientifique.

The Biology of Cancer, RA Weinberg, Garland Science.

Chimie physique et analytique niveau L2, Chimie des solutions niveau L2, Chimie Organique niveau L2

Contenu théorique :

Introduction à la photophysique et à la photochimie     Introduction        Bref historique        Nature de la lumière        Interaction lumière-matière     Etats excités et spectroscopies        Rappels sur les états d’énergie : diagramme de Perrin-Jablonski        Spectroscopie électronique        Spectroscopie des molécules organiques (alcènes, diazo, carbonyles, aromatiques)        Processus de relaxation et propriétés des états excités Quelques grandes réactions photochimiques et leurs applications     Les réactions de photoisomérisation        Introduction        Cas des alcènes        Cas des composés azoïques        Applications     La photochimie des carbonyles excités        Introduction        Réactions de photocycloadditions [2+2]        Réactions de Norrish        Applications

Contenu pratique :

Travail expérimental et bibliographique en équipe sur une des problématiques de photophysique/photochimique proposées Visite de la plateforme photochimie organique de l’ICMMO

Présentation de l’appareillage spécifique à la photophysique/photochimie

OAV1 : S’initier aux processus induits par la lumière : Principes fondamentaux de la photochimie et de la photophysique.
OVA2 : Comprendre et détailler les principales réactions de composés chimiques dans un état excité.
OAV3 : Etudier et mettre en œuvre expérimentalement des phénomènes ou réactions induits par la lumière et savoir en présenter les conclusions et perspectives.

Organisation :
Enseignements avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques et visite d’un laboratoire de Recherche.
Mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours et TD, annales et corrigés, tests en ligne).
Travaux Pratiques en équipes => restitution sous forme d’un oral
Visite d’un laboratoire de Recherche => restitution par rapport écrit

Photophysique et Photochimie : des fondements aux applications ; J. Delaire et al., EDP Sciences (2016)

• Modern Molecular Photochemistry; N. J. Turro, University Science Books (1991)
• Invitation à la fluorescence moléculaire ; B. Valeur, de Boeck Université (2004)
• Méthodes et techniques de la chimie organique, D. Astruc (Chapitre 7) Presses Universitaires de Grenoble (1999)
• Principles and Applications of Photochemistry; B. Wardle, Wiley (2009)

Créer un projet de recherche qui allie "Sciences des données" et "Biologie".

Le suivi des projets se fait à distance (RDV en visio).

Chimie générale S1 à S5

Volet diagnostic : de la molécule au dispositif et imagerie de métabolites.
L’objectif de cette partie de l’UE est de partir des connaissances des cinq précédents semestres de licence en chimie pour les repositionner dans les domaines de la chimie supramoléculaire, des moteurs moléculaires et de la chimie de surface ainsi que de la chimie pour les technologies salle blanche. En partant de la molécule qui régit l’affinité avec un analyte, les grandes classes de capteurs miniaturisés seront décrites pour aboutir aux dispositifs fonctionnels. Ceci sera illustré par l’exemple des puces dédiées diagnostic des troubles du mouvement par l’analyse du liquide céphalo rachidien.
Une initiation aux surfaces fonctionnalisées par des objets nanoluminescents sera proposée sous forme d’analyse d’articles. La question du diagnostic avec de telles surfaces sera investiguée (nanoparticules sensibles vs molécules sensibles). Les nano-objets présentés pourront faire écho à ceux présentés en seconde partie du module (voir plus bas).
Enfin un séminaire sur l’imagerie de métabolites et une visite seront proposés. Un Séminaire sur la microfluidique par un intervenant EUGLOH (Lund) sera donné.

Volet thérapie : molécules et nanoagents contre le cancer
L’objectif est de mettre à profit les connaissances des étudiants acquises les semestres précédents pour comprendre l’élaboration de molécules ou nanoagents pour la thérapie du cancer. Cette partie portera sur des aspects variés et se fera sous forme de séminaires donnés par des chimistes, physico-chimistes ou biochimistes. Ils porteront notamment sur :

Les « drugs delivery » (la délivrance de médicaments) pour le cancer ; L’élaboration de nanoparticules radioamplificatrices ; La radio immunothérapie

Une visite de start up sera proposée.

L’objectif principal de cette UE serait d’illustrer la relation étroite qui existe entre la chimie, la physico-chimie et la santé.

Enseignement avec cours magistraux, travaux dirigés/pratiques d’analyse. Des formats non conventionnels seront aussi présents : séminaires, visites.
Documents pédagogiques disponibles sur e-campus

L’unité d’enseignement requiert des notions élémentaires de spectroscopie (absorption UV-Vis, fluorescence) et d’électrochimie (loi de Nernst). Aucun prérequis n’est demandé en biologie. Les étudiants doivent être familiers avec la démarche expérimentale et l’analyse de données physico-chimiques.

Introduction des notions de biologie nécessaires (protéines, ADN, éléments de biologie cellulaire)
Absorption UV-Vis : Qu’elles sont les informations qu’on peut obtenir sur une macromolécule avec son spectre d’absorption.
Fluorescence :

Applications de la fluorescence en biologie de la macromolécule (structure, fonction) à la cellule (imagerie de fluorescence, dynamique et interaction des protéines ; physicochimie du milieu cellulaire) Capteurs, dispositifs analytiques

Electrochimie :

Compréhension des mécanismes de transfert d’électrons dans les molécules biologiques (introduction à la voltamétrie cyclique) Capteurs électrochimiques Application en biologie cellulaire (microélectrodes, microscopie électrochimique)

Travaux pratiques

Manip1 : Fonctionnement d’un capteur à glucose pour le suivi du diabète Manip2 : Suivi de la production de radicaux libres et activité superoxyde dismutase Manip3&4 : Etude expérimentale et théorique de chromophores de protéines fluorescentes de la famille des GFP

Manip5 : Observation des interactions protéines-protéines en cellule vivante par FRET.

Rendre compte d’expériences menées. Elaborer des hypothèses.

Cours/TD intégrés et TP en présentiel. Projet biblio.

Miomandre F., Sadki S., Audebert P., Méallet-Renault R. Électrochimie – Des concepts aux applications, Éd. Dunod. et Ouvrages de biochimie structurale et de spectroscopie appliquée aux biomolécules.

Les nanosciences et les nanotechnologies forment aujourd’hui un secteur stratégique de la recherche au carrefour de plusieurs disciplines (physique, chimie, biologie…). Cet enseignement est une introduction aux nanosciences en chimie.Il a pour objectif de sensibiliser les étudiants aux problèmes spécifiques liés à l’élaboration, à l’étude et aux propriétés des objets de taille nanoscopique.
Le cours porte sur les principales stratégies mises en œuvre pour l’élaboration d’objets organiques, inorganiques et carbonés de taille nanoscopique (polymères organiques, polymères inorganiques, fullerènes et nanotubes de carbones). Il présente aussi les effets de taille sur les propriétés des objets ainsi que les problèmes de caractérisation liés à leur taille, les problèmes de toxicité et leurs applications dans divers domaines.
Deux séances de Travaux Pratiques pour illustrer des notions abordées en cours sont proposées :
-Synthèse de nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer de taille contrôlée - Ferrofluides
-Synthèse de billes de latex par polymérisation en émulsion

Cet enseignement est une introduction aux nanosciences en chimie. Il a pour objectif de sensibiliser les étudiants aux problèmes spécifiques liés à l’élaboration, à l’étude et aux propriétés des objets de taille nanoscopique.

Avoir suivi la 1ère partie du cours "Entreprise 360" en ligne.

Notions sur la création d'entreprise et l'entrepreneuriat. (4h)

Rôle de l'environnement économique. (4h)

Reconnaitre les différentes démarches entrepreneuriales :
• Identifier les 2 grandes logiques entrepreneuriales
• Analyser les étapes clés des démarches 

Décrire l'impact de l'environnement institutionnel sur le développement d'une entreprise

Le cours de 8h se présente sur la forme d'un SPOC (cours en ligne) et se déroulera à distance via la plateforme pédagogique eCampus. Il comprend 4 séances de 2h qui seront systématiquement évaluées. Un examen final reprendra l'ensemble des notions abordées dans le cours.

Attendus de l'UE Langue-Anglais3 : Niveau B2 minimum dans les 5 compétences linguistiques.

ANGLAIS DE SPÉCIALITÉ. Cette UE s'inscrit dans la continuité de l'UE Langue-Anglais2 tout en introduisant un
travail sur la langue de spécialité (scientifique et/ou de l'entreprise) : on prolongera l'approche actionnelle dans les 5 compétences (compréhension orale et écrite, expression écrite, expression orale en continu et en interaction) à partir de thèmes choisis selon la filière (interaction à travers de documents écrits et/ou audiovisuels centrés sur une problématique et un scénario de communication). La communication interculturelle pourra être abordée dans le cadre du cours.

Le travail se fera par groupes de niveau.

La bioinformatique est une discipline qui consiste à mettre en application des outils informatiques pour organiser, analyser, comprendre, visualiser et stocker des informations, en relation avec des macromolécules biologiques. C’est une discipline en constante évolution, en fonction de l’avancement des connaissances en biologie. Cet enseignement a pour objectif de présenter différentes utilisations et applications de la bioinformatique en sciences du vivant. Nous verrons ainsi qu’il n’existe pas « une » bioinformatique, mais plutôt « des » bioinformatiques. Ces bioinformatiques dépendent 1) des contextes disciplinaires dans lesquels elles sont pratiquées (informatique, mathématiques, statistiques ou biologie), 2) requièrent des compétences techniques diversifiées (utilisation de logiciels existants, création de programmes informatiques originaux) et 3) de l’échelle à laquelle les objets biologiques sont étudiés (étude des propriétés individuelles ou bien des propriétés globales des systèmes).

OAV1. S'initier à l'analyse de séquences génomiques et à la phylogénie moléculaire.
OAV2. Représenter et manipuler les structures 3D des protéines.
OAV3. Intégrer des données de natures différentes (séquences nucléiques, protéiques et structures protéiques).
OAV4. Associer bioinformatique génomique et bioinformatique structurale pour élucider la fonction d'un gène.
OAV5. Identifier les différents champs de biologie dans lesquels la bioinformatique est utilisée.

Responsabilité de l'UE partagée entre Pierre Grognet / Anne Lopes

Les cours seront accompagnés de ressources complémentaires, disponibles sur Internet. Des évaluations des acquis de compétences sont proposées régulièrement aux étudiants, sous la forme de questionnaires (QCM). Le travail en groupe sera encouragé lors des mises en applications pratiques. Un forum sera mis à la disposition des étudiants, pour favoriser les discussions et le partage d’informations en dehors de la classe.

https://www.bioinformaticsalgorithms.org/lecture-videos

OAV1. S’intégrer dans un milieu professionnel En apprenant à travailler en équipe tout en développant son autonomie. 

OAV2. Analyser une problématique scientifique et travailler à la réalisation d’un projet En concevant une stratégie expérimentale avec l’équipe d’accueil pour répondre à une question scientifique et en formulant les hypothèses de travail. En apprenant à planifier les étapes à réaliser, en apprenant à analyser, interpréter et discuter les résultats obtenus avec l’aide du maître de stage, en développant son esprit critique.

OAV3. Restituer son travail scientifique par une présentation de données scientifiques mises en forme En utilisant les outils pour réaliser une recherche bibliographique, rédiger un rapport de stage et présenter son travail à l'oral.

Stage d'au moins 6 semaines dans un organisme de recherche en France ou à l'étranger.

Rapport de stage et soutenance orale.

Concevoir un projet avec comme objectifs majeurs d’apprendre (1) à organiser son travail au sein d’un groupe et (2) à s’intégrer dans un groupe et y trouver sa place. Chaque groupe d'étudiants choisira un thème qui constituera son projet. Il devra ensuite :

• Effectuer une recherche documentaire approfondie et pertinente.
• Rédiger individuellement une fiche de liaison au fur et à mesure de l’avancement du projet.
• Faire une présentation orale de son projet.

• Travailler en équipe : s’intégrer, se positionner, collaborer, communiquer et rendre compte
• S’organiser, gérer son temps et ses priorités
• Faire preuve d’initiative
• Mobiliser les informations pertinentes et les mettre en forme
• Construire et développer une argumentation
• Faire preuve d’esprit critique
• Respecter la syntaxe et l’orthographe
• Construire un exposé adapté à l’objet et au public
• Prendre la parole

Le travail sera évalué à partir de la participation au travail de l’équipe au cours de l'avancement du projet, du dossier écrit et de la soutenance orale.

La physiologie étudie le fonctionnement normal du corps humain, c'est-à-dire les processus biologiques qui régissent le travail des organes, des tissus et des cellules. Elle cherche à comprendre comment ces différentes structures interagissent et coopèrent pour maintenir l'homéostasie, permettre la survie et soutenir les fonctions vitales telles que la respiration, la digestion, la circulation sanguine, la régulation de la température corporelle, et plus encore. Pour décrire précisément les fonctions physiologiques, il est également essentiel de comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires, qui permettent d’appréhender le fonctionnement global d’un organe. Dans cette optique, le module de Physiologie des Fonctions Cardiorespiratoires, Digestive et Métabolisme propose une approche intégrée, tenant compte des différentes échelles pour analyser les grandes fonctions du corps humain. Ce module se divise en deux parties : la première aborde les propriétés anatomiques, cellulaires et fonctionnelles du système cardiorespiratoire, tandis que la seconde étudie le système digestif, le métabolisme et l’homéostasie énergétique. L’approche pédagogique allie cours théoriques et séances de travaux pratiques et dirigés, permettant une meilleure compréhension des concepts et de leur application.

OAV1. Décrire et formaliser les fondements de la fonction cardiorespiratoire.
L’étudiant.e sera capable de décrire l’anatomie du cœur et de l’appareil respiratoire ainsi que les éléments de base de la mécanique cardiorespiratoire. Il /Elle devra être capable de maitriser les lois physiques qui régissent le mouvement de l’air entre l’atmosphère et les alvéoles, les échanges gazeux au niveau pulmonaire et tissulaire et l’écoulement du sang dans les vaisseaux sanguins. Il/Elle devra être en mesure de citer les différentes formes de transport de l’O2 et du CO2 dans le sang et savoir décrire la structure et les principales propriétés de l’hémoglobine. 
OAV2. Décrire les propriétés électriques de base des cellules pacemaker et des myocytes cardiaques du cœur et schématiser le contrôle de la respiration et la modulation de la fonction cardiaque par le système nerveux.
À l’issue de ces enseignements, l’étudiant.e devra être en mesure de citer un nombre limité de canaux ioniques intervenant dans la décharge des potentiels d’action cardiaques ainsi que les étapes qui relient l’excitation et la contraction du myocyte cardiaque. L’étudiant.e devra aussi être capable d’identifier les rôles du système nerveux dans la physiologie cardiorespiratoire : il sera capable de distinguer le rôle du système nerveux dans le contrôle et/ou dans la modulation de la fonction cardiorespiratoire.
OAV3. Définir et mémoriser l’organisation anatomo-fonctionnelle et la physiologie de l’appareil digestif et de ses glandes annexes.
À l’issue de cet enseignement l’étudiant.e sera capable de décrire l’anatomie et l’histologie de l’appareil digestif et de ses glandes annexes (le foie, le pancréas et la vésicule biliaire). Il/Elle devra définir les principales fonctions du tube digestif et leurs régulations par le système endocrinien et les systèmes nerveux central et entérique. Il/Elle identifiera et rappellera la transformation subie par les aliments lors des phases céphalique, buccale, gastrique et intestinale de la digestion, et il définira le rôle du foie et du pancréas dans la digestion intestinale des aliments.
OAV4. Identifier et rappeler les principales voies métaboliques du catabolisme des glucides, des lipides et des protéines. 
À l’issue de cet enseignement l’étudiant.e doit être capable de décrire les voies métaboliques du catabolisme du glucose aérobie (glycolyse, cycle de Krebs et chaine respiratoire) et anaérobie (fermentation lactique ou alcoolique) et de construire le bilan énergétique de l’utilisation du glucose par la respiration et par la fermentation. On souhaite qu’il/elle schématise les principales voies métaboliques du catabolisme des lipides (lipolyse, ß-oxydation et cétogenèse) et qu’il formule le bilan énergétique de la ß-oxydation des acides gras. Il devra retenir les voies métaboliques du catabolisme protéique (protéolyse et catabolisme oxydatif des acides aminés).
OAV5. (Transversal) Collecter, analyser, interpréter et présenter des données scientifiques.
Le but est que l’étudiant.e puisse se familiariser avec l’acquisition et l’analyse de données à partir de mesures des paramètres physiologiques (électrocardiogramme, pression artérielle, fréquence respiratoire et volume courant, consommation d’oxygène, régulation de la glycémie, analyse nutritionnelle...). On attend que l’étudiant.e soit capable de produire des résultats scientifiques cohérents, reproductibles, et de les analyser de façon autonome et critique. Il/Elle devra également décrire les conséquences de certaines dérégulations des appareils digestif et cardiorespiratoire sur le développement de maladies comme l’obésité, l’athérosclérose, l’ischémie cardiaque ou les troubles ventilatoires restrictifs et obstructifs.

L’UE se déroule principalement pendant la journée du lundi. La journée type est constituée par 2h de CM suivies par un TD le matin tandis que l’après-midi est dédié aux TP. 
Les cours magistraux (20 h) fournissent les bases théoriques sur le système cardio-respiratoire, le système digestif et le métabolisme. Les travaux dirigés (8 h) permettent aux étudiants d’appliquer les connaissances acquises en analysant des cas cliniques, des données expérimentales, des graphiques, etc. Les travaux pratiques (17 h) complètent certaines notions abordées en cours, notamment : 1) l’adaptation de la physiologie cardio-respiratoire à l’effort, 2) la mesure de l’activité cardiaque par ECG, 3) l’étude de l’organisation et des fonctions de l’appareil respiratoire par histologie, 4) l’analyse nutritionnelle, 5) l’étude de la régulation de la glycémie.
Les modalités d’évaluation des comptes-rendus de TP et de TD seront précisées au début de l’UE.La notation pour les comptes-rendus des TP et des TD sera communiquée en début de l’UE.

Physiologie humaine : Une approche intégrée de Unglaub Silverthorn, Dee, Silverthorn, Andrew C, Johnson, Bruce R, Ober, William-C, ... ed. Pearson.

Physiologie Humaine de Vander et al., McGraw Hill's Primis Custom Publishing.

Connaissances de base en Biologie Végétale, en Physiologie Végétale, en Biologie Moléculaire et Cellulaire.

Les plantes sont des organismes fixés à un support qui doivent en permanence faire face aux variations abiotiques (facteurs physiques comme la teneur en eau, la température, la luminosité, l'abondance en minéraux) de la niche écologique dans lesquelles elles sont implantées. Par le biais de cours magistraux, suivis d'exposés puis de quatre journées pleines de travaux pratiques d’écophysiologie sur les grandes voies métaboliques en rapport avec l’acclimatation aux conditions de l'environnement, les étudiants se familiariseront avec les capacités qu'ont les plantes de s'acclimater pour croître et survivre.
Thèmes abordés: mécanismes et régulation de la photosynthèse; interactions métabolismes carbonés-azotés; spécificités et acclimatation du métabolisme végétal en réponse aux conditions de l’environnement.

Au terme de cet enseignement l'étudiant sera capable de :
OAV1. Décrire les grands principes qui régissent les fonctions de nutrition et le métabolisme des végétaux terrestres.
OAV2. Décliner les mécanismes de régulation et d'intégration des grandes voies métaboliques en fonction des besoins des plantes.
OAV3. Démontrer quelles sont les stratégies d'acclimatation métabolique des plantes pour répondre aux contraintes de leur environnement.

Le module aborde ces aspects par des approches théoriques (cours, analyse d'articles) et expérimentales d'écophysiologie (quatre journées pleines de travaux pratiques) complémentaires. Par l'accompagnement dont il bénéficiera, l'étudiant sera capable d'interpréter et discuter de résultats obtenus au regard des données de la littérature et de rédiger un compte-rendu sous le format d'un article scientifique.

L'unité d'enseignement est organisée en 3 modalités d'enseignement permettant le passage progressif des connaissances académiques vers la littérature puis aux enseignements pratiques, en abordant les thématiques suivantes: (1) la nutrition carbonée des plantes et sa régulation, (2) la photorespiration, unique aux plantes, et les interactions entre métabolisme carboné et azoté, (3) les métabolisme azoté et soufré et leurs implications écologiques, (4) l'acclimatation des plantes aux variations des conditions abiotiques (physiques) de l'environnement (eau, température, lumière, minéraux), (5) le tout sous un angle de vue écophysiologique. Au cours succèderont des exposés des étudiants sur la littérature associée pour lesquels ces derniers seront accompagnés tant sur le plan théorique que pédagogique (capacité à retranscrire à l'oral à l'aide d'un support visuel), afin de renforcer les connaissances théoriques sur des exemples précis d'acclimatation des plantes à leurs conditions environnementales fluctuantes. Le tout sera renforcé par une série de travaux pratiques pendants lesquels les étudiants seront accompagnés afin de pouvoir produire un compte-rendu sous forme d'un article scientifique. L'évaluation comporte un compte-rendu de travaux pratiques noté, une note d'exposé oral et un examen terminal écrit. L'examen écrit portera sur toutes les notions vues en cours, à l'occasion des exposés et des travaux pratiques.

Objectifs : Explorer la biodiversité microbienne, ses méthodes d’étude et son exploitation.

Programme :
Introduction à la microbiologie, histoire de la microbiologie
Microscopies
Évolution et biodiversité des microorganismes
Procaryotes (bactéries et archées) : structure, diversité, métabolismes
Bactériophages
Champignons
Protistes
Microbiologie appliquée et industrielle

OAV1. Appréhender la microbiologie dans son ensemble.
OAV2. Appréhender la classification et l’évolution des microorganismes.
OAV3. Décrire l’ultrastructure d’une cellule procaryote.
OAV4. Explorer la biodiversité morphologique, physiologique et métabolique des bactéries et archées.
OAV5. Explorer les différents aspects du règne fongique.
OAV6. Expliquer l'origine endosymbiotique des chloroplastes, témoins de la diversité et de l'histoire évolutive des eucaryotes unicellulaires.
OAV7. Appréhender l’utilisation des microorganismes dans l’industrie.
OAV8. Concevoir un poster scientifique intégrant des éléments textuels et visuels permettant de communiquer efficacement des informations scientifiques.

L’unité d’enseignement comprend 22 heures de cours magistraux (CM) et 23 heures de travaux dirigés et pratiques. En complément des enseignements dispensés, incluant les CM destinés à l’acquisition des notions fondamentales et les séances de TD/TP les illustrant, les étudiants seront activement impliqués dans leur apprentissage à travers des dispositifs de type « classes inversées ». Dans ce cadre, ils auront à concevoir et à présenter des posters ou exposés portant sur les différents phyla bactériens et sur différentes thématiques illustrant les multiples applications de la microbiologie en industrie, telles que la production d’antibiotiques, la bioremédiation, la phagothérapie ou encore les produits alimentaires fermentés.

Microbiologie. Prescott et al. 6e édition - octobre 2023 - 1016 pages - ISBN 978-2-8073-5144-8
Brock, Biologie des micro-organismes. Michael Madigan, John Martinko. 11e édition. ISBN 978-2-3260-0219-7
Histoire des Microbes. Patrick Berche. ISBN  978-2-74-200674-8

Cette UE s’adresse à des étudiants ayant acquis les bases de la thermodynamique en L1 et L2. Une bonne maîtrise des concepts d’équilibre chimique, de potentiel chimique et de transformations énergétiques est indispensable.

Le cours s’articule autour de quatre grands chapitres :
I. Grandeurs molaires partielles et potentiel chimique.
II. Lois de Raoult et de Henry, solutions idéales et réelles.
III. Diagrammes binaires liquide/vapeur : azéotropes, miscibilité, distillation.
IV. Diagrammes binaires solide/liquide : eutectiques, composés définis, élaboration de matériaux.
Des études de cas expérimentales et des exercices d’application complètent ces thèmes.

L’UE vise à approfondir l’application du potentiel chimique aux corps purs et aux mélanges et solutions non électrolytiques. L’étudiant doit être capable d’interpréter et de construire des diagrammes binaires (liquide-vapeur et solide-liquide), d’en déduire les compositions et les équilibres de phases. L’accent est mis sur l’autonomie, l’esprit critique et la transposition à des situations concrètes.

L’enseignement comprend 9 h de cours magistral, 13 h de TD et de quelques heures balisées de projet en autonomie. L’évaluation combine un contrôle continu (QCM + projet) et un examen final écrit. Les projets sont réalisés en groupe (max. 5 étudiants) et aboutissent à une capsule vidéo évaluée par les pairs et par les enseignants. L’UE se déroule au premier semestre de L3. Le cours repose sur une approche active : polycopié à compléter en direct avec l’enseignant, participation en cours via sondages en direct, corrections d’exercices par les étudiants en TD. Le projet de fin d’UE permet d’articuler théorie et pratique autour d’un sujet concret. L’évaluation valorise la rigueur scientifique, la qualité de la communication et la démarche expérimentale.

- Thermodynamique chimique. Brénon-Audat Ed. Hachette Supérieur
- H-Prépa Thermodynamique chimique, 2de année, PC-PC*, Hachette livre
- Les nouveaux précis Bréal, Thermodynamique Matériaux PC, J. Mesplède, Bréal édition

Connaissances niveau L2 en biologie végétale, physiologie végétale, biologie moléculaire et cellulaire, microbiologie.

Les plantes sont des organismes sessiles qui doivent constamment faire face à la pression exercée par des changements (contraintes ou facteurs de stress) de leur environnement biotique et abiotique. En réponse à une pression constante (ex : dérèglement climatique) ou une pression soudaine (ex : attaque d’un microorganisme), les plantes ont la capacité de répondre et de s’adapter à ces changements. Cette UE a pour objectif de donner aux étudiants une vision intégrée des réponses des plantes aux contraintes biotiques et abiotiques de l’environnement, et ceci à différentes échelles de l’organisme (de la cellule à l’organisme entier dans son environnement) et de temps.

Programme détaillé :
Cours (12h30) :
1. Innovations et adaptation des végétaux au milieu terrestre (1,5h)
2. Réponses des plantes aux contraintes abiotiques (eau, sel, température, métaux lourds) (3h)
3. Réponses des plantes aux contraintes biotiques (phytopathologie, symbiose) (6,5h)
4. La réponse redox des plantes au changement climatique (1,5h)
 
TD (4h30) :
1. Adaptations de l'appareil reproducteur en relation avec le mutualisme de pollinisation (1,5h) 
2. Contraintes abiotiques (1,5h)
3. Analyse d’articles (1,5h)
 
TP (28h) :
1. Adaptations de l'appareil végétatif à la contrainte hydrique (3h)
2. Réponses moléculaires, cellulaires et métaboliques de plantes soumises à un stress salin (9h)
3. Mise en évidence de l’implication du système de sécrétion de type 3 dans la virulence de la bactérie Pseudomonas syringae sur Arabidopsis thaliana (4,5h)
4. Etude de la production de H2O2 et de l’apparition de lésions foliaires chez différentes lignées mutantes d’Arabidopsis thaliana (4,5h)
5. Analyse d’une interaction symbiotique et de l’impact d'un stress abiotique sur celle-ci (7h)

Au terme de cet enseignement, l’étudiant sera capable de :
OAV1. Énumérer les grandes innovations et adaptations des végétaux au milieu terrestre, et les replacer dans leur contexte évolutif.
OAV2. Démontrer les différentes stratégies adaptatives des végétaux (morpho-anatomiques et physio-métaboliques) en les connectant avec les caractéristiques majeures de leur milieu de vie (transition saisonnière, milieux extrêmes).
OAV3. Décrire les principaux mécanismes (moléculaires, cellulaires et physiologiques) et principales voies de signalisation impliquées dans la réponse des plantes aux contraintes abiotiques (eau, sel, métaux lourds, changements climatiques – faibles/fortes températures, fort taux de CO2) et biotiques (organismes mutualistes/symbiotiques et parasitaires) de l’environnement.
OAV4. Expliquer comment les variations environnementales impactent le développement des plantes et leurs écosystèmes, et comment ces dernières y répondent pour s'y adapter. Illustrer l'influence de ces variations sur les enjeux sociétaux et écologiques.
OAV5. Appliquer un ensemble de techniques expérimentales variées et couramment utilisées dans le domaine des sciences du végétal, pour étudier l'influence de contraintes environnementales sur la croissance des plantes à différentes échelles (macroscopique, microscopique ou moléculaire/métabolique). Analyser, interpréter et discuter les résultats obtenus en regard des données de la littérature. Formuler des hypothèses et développer un esprit critique. Rédiger un compte-rendu écrit suivant le format d’un article scientifique.

L’UE est organisée en 2 blocs thématiques : après une brève introduction sur l’adaptation des plantes au milieu terrestre, l’UE se focalisera sur 1) les réponses des plantes aux contraintes abiotiques (stress salin, stress hydrique, températures extrêmes, fort CO2), et 2) les réponses des plantes aux contraintes biotiques (interactions parasitaires et mutualistes/symbiotiques). Chaque bloc comporte une partie de cours, complétée par plusieurs séances de TP visant à renforcer les connaissances théoriques et pratiques sur des exemples précis d’adaptation des plantes aux contraintes de l’environnement. En fin d’UE, une séance de TD sous la forme d’une analyse d’article permettra de mettre en relief un des aspects abordés lors du cours interactions symbiotiques.
L’évaluation de l’UE comporte 4 comptes-rendus notés de TP (dont 2 seront à rédiger sous la forme d’un article scientifique), un exercice noté (analyse de données issues de la littérature menée en parallèle d’expériences lors d’un TP), et une note d’examen écrit terminal. L’examen écrit porte sur toutes les notions vues au cours de l’UE (cours, TD et TP).

Marc-Andre Selosse, Jamais Seul ces microbes qui construisent les plantes les animaux et les civilisations, édition Acte Sud

Philippe Reignault, Ivan Sache, Mathias Choquer, Marie-France Corio-Costet, Alia Dellagi, Frédéric Suffert. Phytopathologie. Edition deboeck, 2e édition, août 2023, 384 pages - ISBN 978-2-8073-0288-4.

La pathogénie racontée par des pharmaciens, des physiopathologistes, des biochimistes et des biologistes moléculaires:
Regards croisés à partir de quelques exemples
Comprendre les infections observées sur l’organisme entier à partir des processus moléculaires et cellulaires
Mener une réflexion combinant différentes échelles d’analyse, de la molécule à l’organisme en passant par la cellule

La partie clinique est sous la responsabilité de JC Marvaud, la partie moléculaire sous la responsabilité de Nicolas Bayan.

Plan du cours:

A- Cours introductifs
1- Les interactions hôtes pathogènes
Interaction hôtes-microorganismes
Bactéries pathogènes et bactéries opportunistes

2- Microbiote intestinal et infections digestives bactériennes et virales
Généralités sur le microbiote
Principaux pathogènes bactériens et viraux

3- La réponse de l’hôte à une infection microbienne
Les barrières naturelles
La phagocytose
Les anticorps
Le complément

B- Exemples de grands pathogènes (Cours et TD)
1- Les infections à pneumocoques
2- Les infections à E. coli
3- Le cas d’Helicobacter pylori
4- Les infections virales (VIH, maladie éruptives, grippes)
5- Un cas de champignon opportuniste (cryptoccus neoformans)
6- Mycobacterium tuberculosis: pathogène primaire ou opportuniste

OAV1. Définir les différents types d’association des micro-organismes avec un hôte. Notion de microbiote, de micro-organismes opportunistes.
OAV2. Lister et expliquer les principaux mécanismes de défense anti-bactérienne chez l’être humain.
OAV3. Citer et décrire les principaux mécanismes de virulence des agents infectieux (bactéries, virus, champignons, protistes)
et les conséquences physiopathologiques de cette virulence chez l’hôte infecté.
OAV4. Citer des agents infectieux et décrire leurs principaux traits physiologiques en lien avec leurs stratégies d’infection à partir d’études de cas cliniques.
OAV5. Énumérer et décrire les principales techniques de diagnostic des pathologies infectieuses et leurs traitements.
OAV6. Citer plusieurs exemples de facteurs de virulence et exposer leur mécanisme d’action. Citer et décrire plusieurs méthodes permettant d’identifier des facteurs de virulence.
OAV7. Interpréter des données expérimentales d’articles scientifiques visant à identifier des facteurs de virulence. Mettre en place une stratégie pour tester la fonction d’un gène potentiellement impliqué dans la pathogénie.

L'ensemble est organisé selon le schéma suivant:
Une période de cours intensifs suivie par une période de TD consistant en des analyses de données et des études de cas cliniques.
Deux TD seront consacrés à chaque pathogène (ou groupe) étudié, 1 pour l'aspect clinique et 1 autre pour l'aspect moléculaire.

Un partiel est organisé au milieu du semestre pour un contrôle de l'acquis des connaissances des cours avant la phase de TD.

Connaissances niveau L2 en biologie animale et physiologie animale

Le système nerveux central et le système endocrinien constituent les deux principaux systèmes de communication de l’organisme. Ils assurent la transmission d’informations entre les tissus et les organes, permettant ainsi la régulation des grandes fonctions physiologiques et le maintien de l’homéostasie. 
L’unité d’enseignement Physiologie des Régulations Endocrines et Neurosciences a pour finalité d’apporter aux étudiant.es des connaissances théoriques solides dans les domaines de la physiologie endocrinienne et des neurosciences. Elle accorde également une place importante aux enseignements pratiques, afin de confronter précocement l’étudiant.e à la démarche expérimentale et de lui permettre d’acquérir les bases des bonnes pratiques de laboratoire.
Les enseignements de neurophysiologie visent à assurer la maîtrise de l’organisation anatomo-fonctionnelle globale des systèmes nerveux central et périphérique. Une attention particulière est portée à l’étude des réflexes spinaux, qui permettent d’illustrer les circuits neuronaux de base et l’organisation segmentaire de la moelle épinière. Ils abordent également le mouvement volontaire, en expliquant la coordination entre les structures cérébrales impliquées, les mécanismes de planification et d’exécution du geste, ainsi que le rôle des voies motrices descendantes dans la commande musculaire. Les enseignements d’endocrinologie ont pour objectif de faire acquérir la maîtrise de l’organisation anatomique et de la physiologie des principales glandes endocrines. Ils abordent les mécanismes moléculaires et les voies de signalisation impliquées dans le contrôle hormonal du métabolisme et dans la régulation de l’homéostasie des grands systèmes de l’organisme, en considérant aussi bien les contextes physiologiques que physiopathologiques. En somme, ces enseignements visent non seulement à transmettre des connaissances fondamentales, mais aussi à développer une compréhension intégrée des interactions fonctionnelles entre les différentes composantes de la physiologie humaine.

OAV1 : Décrire et illustrer l’organisation anatomo-fonctionnelle du système nerveux.
Au terme de cet enseignement l’étudiant.e devra être capable de décrire et d’illustrer l’organisation anatomo-fonctionnelle globale des systèmes nerveux central et périphérique (ex. modulation des réflexes spinaux, contrôle central du mouvement), en identifiant les régions cérébrales associées à des fonctions spécifiques complexes. Cet enseignement permettra également à l’étudiant.e de consolider ses acquis en neuro-anatomie fonctionnelle  en intégrant les concepts cellulaires et moléculaires fondamentaux de la transmission et de la communication nerveuses.
OAV2 : Analyser, interpréter et présenter des données expérimentales extraites de publications scientifiques, relatives à l’organisation anatomique et au fonctionnement du système nerveux.
A l’issue de cet enseignement, l’étudiant.e devra maitriser l’analyse et l’interprétation de données expérimentales relatives à l’organisation anatomique et au fonctionnement du système nerveux dans des situations physiologiques et pathologiques. Il/elle devra être capable de mobiliser les connaissances théoriques acquises en neurosciences afin de résoudre des exercices construits à partir d’extraits de publications scientifiques.
OAV3 : Décrire l’anatomie et la fonction des principales glandes endocrines, ainsi que les mécanismes de contrôle de leurs sécrétions hormonales.
A l’issue de cet enseignement, l’étudiant.e sera capable d’identifier les principales glandes endocrines, décrire leur organisation anatomique et histologique, leur rôle physiologique et les mécanismes de régulation de leurs sécrétions hormonales. Il/elle sera en mesure d’exposer le rôle : 1/ des Hormones thyroïdiennes et de la médullo-surrénale ; 2/ de la Parathyroïde dans la régulation de l’équilibre calcium/phosphate 3/ du pancréas endocrine dans la régulation de la glycémie. Par ailleurs, ces enseignements permettront à l’étudiant.e de s’approprier les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la régulation centrale de la prise alimentaire, ainsi que dans le contrôle hormonal de la reproduction et de l’équilibre hydrominéral.

OAV4 : Lister et décrire les voies de signalisation contrôlées par les différentes hormones et leurs
régulations dans un contexte physiologique et physiopathologique.
Au terme de cet enseignement l’étudiant.e devra être capable de décrire et d’illustrer les mécanismes moléculaires et les voies de signalisation impliquées dans le contrôle hormonal du métabolisme et de l’homéostasie des systèmes physiologiques. L’accent sera mis sur la signalisation via les récepteurs couplés aux protéines G, les récepteurs nucléaires, les récepteurs à activité tyrosine kinase et les récepteurs aux cytokines. L'étudiant.e devra également être en mesure de décrire et d’expliquer les conséquences des dérégulations de ces voies de signalisation dans le développement de pathologies métaboliques telles que l’obésité et le diabète.

OAV5 : Collecter, analyser, interpréter et présenter des données expérimentales.
A l’issue de cet enseignement l’étudiant.e sera initié.e à la conception d’un protocole expérimental, à l’acquisition, l’analyse et l’interprétation de données expérimentales collectées lors des séances de travaux pratiques (reflexe myotatique, anatomie de l’encéphale, histophysiologie des glandes endocrines, régulation hormonale de la reproduction, régulation centrale de prise alimentaire). Il/elle devra également développer ses compétences de communication scientifique à travers l’analyse et la présentation de résultats expérimentaux sous forme écrite et orale.

L’UE Physiologie des Régulations Endocrines et Neurosciences vise à fournir aux étudiants des connaissances théoriques solides et des compétences pratiques dans les domaines de la physiologie endocrinienne et des neurosciences.
En Neurosciences, les cours magistraux (10 h) apportent les bases théoriques sur l’organisation générale du système nerveux central, son rôle dans la régulation de l’information sensorielle et le contrôle spinal et central du mouvement. Les travaux pratiques (6 h) viennent approfondir ces notions par l’étude de la neuroanatomie fonctionnelle et des réflexes de la motricité volontaire. Les travaux dirigés (3h) permettent de consolider ces connaissances à travers l’apprentissage des techniques d’étude du système nerveux central.
En Endocrinologie, les cours magistraux (11 h) apportent les fondements théoriques sur le fonctionnement du système endocrinien, en abordant la régulation hormonale du métabolisme, de la glycémie, de la reproduction, ainsi que la neuroendocrinologie du comportement alimentaire. Les travaux pratiques (9 h) complètent ces notions par l’étude de l’histologie des glandes endocrines et des voies hypothalamiques de la régulation de prise alimentaire. Enfin, les travaux dirigés (6 h) permettent d’approfondir les connaissances sur la neuroendocrinologie, la régulation hormonale du métabolisme et la transduction du signal hormonal.
L’évaluation des connaissances et des compétences consiste, pour la première session, en un examen écrit (contrôle terminal) qui représente 70% de la note finale et un contrôle continu incluant les notes des comptes rendus des TP, et l’évaluation des TD qui représente 30 % de la note finale. 

L’examen de la deuxième session consiste en une épreuve orale.

Physiologie humaine : Une approche intégrée de Unglaub Silverthorn, Dee, Silverthorn, Andrew C, Johnson, Bruce R, Ober, William-C, ... ed. Pearson.   

Physiologie Humaine de Vander et al., McGraw Hill's Primis Custom Publishing.

Neurosciences. Purves, Augustine et al. - (1999, 2006, 2010 … ed. De BOECK)

Le cours s’articule autour de 5 chapitres illustrés par des exercices d’application :
I - Définitions (Notions de base, Masse molaire, Isomérie, Architecture, Copolymères, Classification)
II - Polycondensation/polyaddition (Définitions, Classification, Polycondensats monodimensionnels, Polycondensats tridimensionnels)
III - Polymérisation en chaînes (Généralités, Synthèse radicalaire)
IV - Structures (Configuration, Conformation, Interactions macromoléculaires, Assemblages des chaînes)
V - Propriétés (Masse volumique, Thermique, Mécanique, Classification des polymères selon leur utilisation)
4 TPs sont proposés :
- Synthèse de l’alcool polyvinylique et étude des propriétés physico-chimiques du slime 
- Synthèse d’un copolymère greffé amidon-poly(acrylate de potassium)
- Copolymérisation en suspension du styrène et du divinylbenzène 
- Préparation de particules de nylon

- Acquérir des notions de base indispensables à la Science des Polymères.
- Savoir écrire la formule chimique d'un polymère, connaître les principales voies de synthèse des polymères.
- Comprendre pourquoi à partir d'une formule chimique donnée, il est possible d'obtenir des propriétés mécaniques, thermiques et/ou spécifiques aussi variées.

L’ensemble de l’unité est organisé selon le schéma suivant :

• Une période de cours intensifs, mutualisée avec les enseignements de L3 Chimie ;
• Une période de travaux dirigés (TD) portant sur des cas appliqués de la chimie des polymères ;
• Deux travaux pratiques (TP), consacrés à la synthèse et à la modification chimique de polymères obtenus respectivement par polymérisation radicalaire et par polycondensation, comptant pour 25 % de la note finale ;
• Un partiel organisé à la fin des cours magistraux, visant à évaluer l’acquisition des connaissances théoriques, et représentant 15 % de la note finale ;
• Enfin, un examen final en fin de semestre, comptant pour 60 % de la note finale, permettra d’évaluer la maîtrise globale des notions abordées.

- La polymérisation Principes et applications 3ème ed. George Odian, Polytechnica, Paris, 1994
- Chimie des polymères Synthèses, réactions, dégradations Vol. 13 du Traité des matériaux, J.-P. Mercier, E. Marechal, Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne, 1996
- Chimie et physico-chimie des polymères, M. Fontanille, Y. Gnagnou, Dunod, Paris, 2002

I. Chemical Biology : des outils chimiques pour étudier le vivant. Introduction à la chimie bioorthogonale.

II. Stratégies moléculaires pour de nouvelles approches thérapeutiques : i) PROteolysis TArgeting Chimeras (PROTACs) ; ii) Antibody-drug conjugates (ADC) ; iii) Oligonucléotides thérapeutiques

III. Ingénierie des protéines: ingénierie d'enzymes, d'anticorps et autres ossatures protéiques. Approches rationnelles, computationnelles et évolution dirigée. 

IV. Biologie synthétique : reprogrammation de voies métaboliques, assemblages protéiques, biosenseurs et interrupteurs moléculaires

OAV1. Savoir effectuer une recherche bibliographique en utilisant les outils appropriés sur une thématique émergente à l’interface entre la biologie et la chimie
Initiation à Pubmed, Web of Science, Scifinder, Zotero

OAV2. Savoir expliquer quelques avancées scientifiques majeures dans le domaine des biotechnologies et de la chimie

OAV3. Savoir restituer les avancées technologiques et scientifiques récentes à partir de la lecture d’un article scientifique

Cours, travaux dirigés sur articles scientifiques, travail bibliographique en équipe sur des grandes découvertes scientifiques en chimie et biologie.

Représentation des molécules (semi-développée, topologique), calcul des insaturations, connaissances des effets électroniques.
Spectrométrie de masse: rupture homolytiques et hétérolytiques, fragmentations en impacts électroniques pour les cétones, aldéhydes, amines, alcools.
Spectroscopie RMN: connaissances sur les observables (déplacement chimique, couplage scalaire, intégration), notion sur le spin nucléaire, connaissance de l'équivalence chimique et magnétique, lecture des tables RMN, analyse de système de spins simples (AX) du premier ordre.

Spectroscopie RMN 1H : Spin nucléaire. Déplacement chimique, intégration; relation avec la structure (effets électroniques, d'anisotropie, intermoléculaires) Couplage scalaire ; valeurs des constantes de couplage scalaire et structure moléculaire. RMN du premier et du second ordre. Systèmes de spins : AB, AX, ABX, AMX, AA’BB’, AA'XX'. Découplage chimique et radiofréquence.

Spectrométrie de masse : Eléments d'un spectromètre de masse, lecture d'un spectre de masse, sources d'ionisation (IE, IC et ESI), choix d'une source adaptée à l'échantillon et à l'analyse, fragmentations des dérivés carbonylés.

Analyse structurale de molécules organiques par spectroscopie RMN 1H et spectrométrie de masse

Introduction à la Résonance Magnétique Nucléaire : avec 204 illustrations en couleurs, Serge Akoka chez Ellipses; 2022. ISBN : 9782340073265
Spectrométrie de masse, 3ème éditions, Hoffmann et Stroobant chez Dunod. ISBN 978-2-10-049449-1

Modules de chimie organique du L1 et du L2

Isomérie-stéréoisomérie (niveau 2) :
Analyse conformationnelle
Décrire les interactions déstabilisantes dans des cyclohexanes et dérivés (interaction butane gauche) 
Détermination des enthalpies libres des équilibres conformationnels pour les cyclohexanes poly substitués, y compris décalines et acétals cycliques

Stéréoisomérie - chiralité :
Chiralité, pouvoir rotatoire, énantiomérie, diastéréoisomérie
Activité optique en absence de carbones asymétriques (chiralité axiale) Exemples des allènes, spiranes, hémispiranes, etc.
Notions de prochiralité et topicité (groupements homo- énantio- ou diastéréotopes, face Si, face Ré, groupements Pro R, Pro S) 

Réactions de substitution nucléophile et beta-élimination (niveau 2) :
Groupes partants : dérivés halogénés et activation de la fonction alcool (OTs, OMs, etc)
SN1 et SN2 : influence de la structure du substrat et des conditions expérimentales (effets de solvant, de groupes partants, participation du groupe voisin (assistance anchimérique))
beta-éliminations E1, E2 et E1cb ; compétition E1/E2/E1cb et SN/E et élimination d’Hoffmann

Alcynes :
Généralités, définition, nomenclature, et propriétés 
Préparations des alcynes et leur réactivité
Réactions de réduction (H2, boranes, LiAlH4, …) ; d’addition (X2, HX,  H2O/H+, …) et cycloaddition.
Réaction des alcynures : (substitution, addition, ...)

Pratiques de laboratoire :
Maîtrise des techniques générales expérimentales en chimie organique. (séparation, purification, analyse).
Synthèse de composés organiques en appliquant un protocole adapté.
Utilisation de verrerie adaptée et conditions expérimentales pour des transformations simples ou plus complexes.

OAV 1 : Approfondir les connaissances en isomérie et stéréoisomérie
OAV 2 : Maîtriser les réactions de substitution nucléophile et de beta-élimination
OAV 3 : Décrire la synthèse et la réactivité des alcynes
OAV 4 :  Mettre en place la synthèse de composés organiques, les isoler, les purifier et caractériser.

Enseignements avec cours magistraux et travaux dirigés. Mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques, documents de cours et TD, annales de partiels et d’examens.

Traité de Chimie Organique, Vollhardt, Schore, de boeck
Chimie Organique, Clayden, Greeves, Warren, Wothers, de boeck

Notions sur les orbitales atomiques et moléculaires, notions de calcul matriciel, notions d’algèbre

I - Opérations et éléments de symétrie. Groupes ponctuels de symétrie.

 II - Représentations irréductibles et réductibles 

III - Applications : orbitales moléculaires de symétrie, méthode des fragments  

IV - Produit direct. Applications : règles de sélection en spectroscopie UV Visible et en spectroscopie vibrationnelle (approximation harmonique)

Déterminer le groupe de symétrie d'une molécule en analysant les éléments de symétrie Construire des représentations associées à des ensembles d’OA et à des vecteurs déplacements en coordonnées cartésiennes Déterminer les représentations irréductibles associées à des représentations réductibles Reconnaître la symétrie d’ OM Utiliser les règles de sélection pour prévoir l’activité de modes normaux en spectroscopie IR et Raman et des transitions électroniques en spectroscopie UV Visible

Cours, TD en présentiel. Tests sur eCampus pour évaluer la compréhension du cours. controle continu sous forme de QROC sur eCampus.

A. La théorie des groupes en chimie », F Volatron et P Chaquin, deBoeck. B. Molecular symmetry and group theory », R. Carter, Wiley. C. Cotton, Chemical Applications of Group Theory D. Introduction à la chimie quantique », Chapitre 10 , C. Leforestier, Dunod.

Orbitales atomiques, Orbitales moléculaires de diatomiques et de petites molécules, Méthode de Hückel simple et étendue, Théorie des groupes

I. Description de la structure électronique : mise en perspective des différentes approches
Concept de surface d'énergie potentielle
II. Géométries d’équilibre
Orbitales molévulaires et calculs de structure électronique
Systèmes ?, hyperconjugaison, diagrammes de corrélation, règle de la HO
III. Spectroscopie électronique
Effet de la conjugaison dans les systèmes ? sur les transitions électroniques, transitions optiques permises et interdites (exemple sur H2CO)
IV. Réactivité
Réactions électrocycliques, méthodes des Orbitales Frontières (application aux cycloadditions)

Construire le diagramme d’OM d’une molécule polyatomique par la méthode des fragments
Interpréter et prédire la réactivité d'une molécule en utilisant sa structure électronique
Interpréter et prédire les caractéristiques spectroscopiques d'une molécule en utilisant la structure électronique et les règles de sélection

• Structure électronique des molécules (tomes 1 et 2), Y. Jean et F. Volatron (Dunod)
• Eléments de chimie quantique à l'usage des chimistes, J-L. Rivail (EDP Sciences)
• Introduction à la chimie quantique, P. Hiberty et Nguyen Trong Anh (Ellipses)
• Traité de Chimie Organique, P. Vollhardt et N. Schore (de Boeck)

Description des métaux de transition (configuration, électronique ,orbitales d). Description de sligands (denticité , hapticité).Géométrie et isomérie des complexes. Décompte électronique des électrons de valence du complexe. Approche de la structure électronique par le modèle du champ cristallin.

Structure électronique des métaux de transition dans un champ de ligands au niveau moléculaire : construction de diagrammes d'OM de complexes par la théorie des groupes (interaction sigma et pi).Modèle du recouvrement angulaire . Comparaison des différents modèles : champ cristallin, OM, recouvrement angulaire . Corrélation structure électronique / propriétés en fonction de la nature du métal (position dans la talbeau périodique, degré d'oxydation) et des ligands (ligands sigma donneurs, pi donneurs, pi accepteurs). deux séances de TP  : synthèse et étude par spectroscopie UV-visible de quelques complexes de Cu(II) et manipulation sous atmosphère inerte : synthèse du Cosalen et fixation de O2.

Savoir expliquer la structure électronique des métaux de transition dans un champ de ligands au niveau moléculaire par le modèle du champ cristallin,la construction de diagramme d'OM ( via la théorie des groupes) et la théorie du recouvrement angulaire..Savoir analyser les limites des différents modèles et être capable de choisir le modèle appropiré pour répondre à un problème donné. Appréhender la strucutre électronique de smétaux de transition dans un champ de ligands par spectroscopie électronqiue pour les cas simples de configuration d1 ou d9.

**Semestre 5. ** Cours , TD et 2 TP séances de TP. Evaluation théorique par un partiel et un examen final et une évaluation pratique par compte rendu de TP.

K.F.Purcell, J.C.Kotz , Inorganic Chemistry, Saunders, Philadelphie,1985. G.L Miessler and D.A. Tarr, Inorganic Chemistry, 2nd Edition, Prentice Hall, 1999. D.F.Schriver , P.W.Atkins , Inorganic Chemistry , Oxford University Press , Oxford 1999.

Enseignement de chimie Inorganique du S5

Spectroscopie d’absorption électronique (règles de sélection, diagramme d’Orgel, diagramme Tanabé – Sugano):

                Approche champ faible                Approche champ fort

-Magnétisme de systèmes dilués (susceptibilité magnétique, moment magnétique, loi de Curie)
Travaux Pratiques :
-Synthèse et étude par spectroscopie électronique de complexes de NiII dans différentes géométries (Octaèdrique, Tétraèdrique et plan carré). Utilisation des diagrammes Tanabé-Sugano
-Synthèse et propriétés d’un complexe de FeII à transition de spin thermoinduite

Corrélation structure électronique / propriétés des complexes de métaux de transition de géométrie Oh et Td :
-savoir utiliser les diagrammes Tanabé-Sugano pour analyser les spectres expérimentaux d’absorption électronique quel que soit le complexe
-savoir prévoir et expliquer le comportement magnétique de complexes dilués (loi de Curie) quel que soit le complexe

F.A. Cotton, G. Wilkinson, C.A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry ,Wiley, New-York, 1999 et éditions précédentes
Kahn O. : Structure électronique des éléments de transition . Ions et molécules complexes, PUF.

Notions de calcul vectoriel et matriciel, notions d’équations différentielles simples, orbitales atomiques et moléculaires.

I – Introduction aux concepts et au formalisme de la mécanique quantique moléculaire. Mécanique quantique, fonction d’onde, équation de Schrödinger, formalisme bra-ket, interprétation physique, opérateurs, postulats fondamentaux et systèmes modèles. 

II – Description quantique des atomes à faible nombre d’électrons. Unités atomiques, opérateurs de Coulomb et Hamiltonien, choix des coordonnées, séparation des variables radiale et angulaire.

III – Fondements des méthodes de résolution de l’équation de Schrödinger indépendante du temps. Méthode variationnelle, théorie des perturbations, approche par grille, études avec les méthodes de Slater et de Hückel étendue.

IV – Calculs quantiques appliqués aux systèmes moléculaires Hamiltonien moléculaire, approximation de Born-Oppenheimer, courbes d’énergie potentielle, états vibrationnels.

V – Le spin et la fonction d’onde électronique. Expérience de Stern-Gerlach, fonction d’onde pour des fermions et introduction aux déterminants de Slater.

Utiliser le formalisme de la mécanique quantique pour décrire la structure électronique des atomes et des molécules simples. Connaître les bases de la structure électronique moléculaire, notamment : 

(i) la détermination des orbitales moléculaires, cadre CLOA, et de la configuration électronique d’une molécule à l’aide de la méthode de Hückel étendue ; 

(ii) les principes de la méthode de Hartree-Fock ; 

(iii) l’extraction d’informations à partir de calculs élémentaires de chimie quantique. Comprendre l’approximation de Born-Oppenheimer, le concept de courbes et surfaces d’énergie potentielle, ainsi que les notions fondamentales liées aux vibrations moléculaires.

L’UE s’organise autour de cours, de TD et de séances pratiques TD sur ordinateur.

• Chimie-Physique, P. Atkins et J. de Paula, Edition de Boeck.
- Introduction à la Chimie Quantique, C. Leforestier, Edition Dunod.
•  Structure de la matière, atomes, liaisons chimiques, M. Guymont, Edition Belin.
•  Structure électronique des molécules, Y. Jean et F. Volatron, Edition Ediscience.
•  Introduction à la théorie quantique, M. Desouter-Lecomte, Y. Justum et X. Chapuisat, Edition Ellipses

UE Chimie Organique Avancée du S5

Préparation et réaction des composés organométalliques

Organomagnésiens, organolithiens, organocuprates et organozinciques, préparation et propriétés.

Réactions des dérivés carbonylés (aldéhydes et cétones)

Additions nucléophiles (organométalliques, alcools, amines et analogues, hydrures, acide cyanhydrique, addition-1,4, phosphoranes - réaction de Wittig)

Propriétés de l'acidité en alpha du carbonyle (alkylation, aldolisation inter- et intramoléculaire, bromation)

Oxydation (Bayer-Villiger)

Réactivité des imines et amination réductrice

Réactions des dérivés carboxylés (acides carboxyliques et dérivés)

Alkylation des carboxylates, estérification, hydrolyses acide et basique des dérivés d’acide, décarboxylation des beta-cétoacides, réactions de Claisen et Dieckmann. Synthèse malonique.

Réactions des amines,

Activation de la fonction acide, agent de couplage et diazométhane.

Réactions de transpositions

Réarrangements de carbocations (Wagner-Meerwein, pinacolique) ; Réarrangements de Beckmann et de Curtius (et analogues).

OA 1 : Maîtriser la réactivité des composés carbonylés et carboxylés, de leur préparation à leur utilisation en synthèse organique multiétape.

OA 2 : Approfondir les connaissances sur les composés organométalliques de métaux de transition les plus courants.

OA 3 : Réaliser une réaction chimique en utilisant un protocole expérimental donné - rédaction d’un cahier de laboratoire.

Enseignements avec cours magistraux et travaux dirigés. Mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques, documents de cours et TD, annales de partiels et d’examens.

Traité de Chimie Organique, Vollhardt, Schore, éditions de Boeck

• Chimie Organique, Clayden, Greeves, Warren, Wothers, éditions de Boeck
• Chimie Organique, les grands principes, J. Mc Murry ; éditions Dunod
• Le cours de Chimie Organique, J. Maddaluno ; éditions Dunod

Structures des lipides
Notions de base de Bioénergétique
Couplage chimiosmotique et synthèse ATP

La structure des molécules biologiques :

• Nucléotides et acides nucléiques
• Acides aminés et structure des protéines (primaire, secondaire, ternaire et quaternaire)

Structure des principales molécules biologiques (Analyse des interactions intra et inter-moléculaires, Modifications post-traductionnelles des protéines)
Méthodes d’analyse et de détection des interactions protéine/ligand, protéine/ADN et protéine/protéine
Méthodes de détermination de structures 3D
Analyse de la relation séquence-structure-fonction
Enzymologie (grands types de réactions, catalyse enzymatique et formalisme Michaelien, tests enzymatiques, contrôle/régulation de l'activité enzymatique)
voies métaboliques principales (contrôles et intégration à l'échelle cellulaire)
Initiation à l'ingénierie des protéines
Transports et dynamique membranaires
Structure des lipides et protéines membranaires
Méthode d’étude des protéines membranaires
Transport de soluté à travers une membrane
Diffusion latérale et transversale des constituants membranaires

OAV1. Connaitre le principe général de techniques de détection et de mesures d’interactions et savoir analyser leurs résultats.
OAV2. Savoir décrire le site actif et le mode d'action d'enzymes et connaitre les grandes familles d'enzymes
OAV3. Connaitre les grands principes des techniques de détermination de structure 3D et savoir analyser une structure 3D.
OAV4. Rechercher des protéines homologues et comparer des structures 3D.
OAV5. Savoir expliquer les principes de l'ingénierie des protéines au travers d'exemples d'applications en biotechnologie
OAV6. Calculer les paramètres cinétiques des enzymes répondant au modèle de Michaelis en appliquant les équations et représentations graphiques adéquates.
OAV7. Savoir écrire un schéma réactionnel, décrire et expliquer l’effet d’un inhibiteur sur une courbe de Michaelis.
OAV8. Prédire, reconnaitre, représenter la topologie des protéines membranaires / Illustrer et expliquer leurs méthodes d’étude.
OAV9. Citer et expliciter les différents types de transports membranaires de petits solutés qui peuvent exister dans une cellule / Identifier et nommer plusieurs exemples de canaux et transporteurs cellulaires ; expliquer, commenter et discuter leur rôle physiologique.
OAV10. Écrire, nommer, identifier et comparer les caractéristiques des principaux lipides membranaires. Expliquer et illustrer la notion de dynamique membranaire.

Cours en Amphi + 10 TD de 2h par petits groupes.
Un partiel à la mi semestre.

« Principes de Biochimie » de Lehninger
« Biochimie » de Stryer, Berg & Tymoczko
" L'essentiel de la Biochimie " de E. Guillaume, P. Le Marechal et C. Baratti-Elbaz

Les prérequis nécessaires pour cette UE sont :

• les bases de la démarche scientifiques et des techniques expérimentales vues en L2 en biologie moléculaire.
• les connaissances acquises en L2 en génétique concernant la mitose, la méiose et la recombinaison des chromosomes
• les connaissances acquises en L2 en biologie moléculaire, sur le code génétique, la réplication, la transcription, la traduction, la régulation transcriptionnelle bactérienne (opéron lactose, répression catabolique)
• être en mesure de différencier le modèle d'expression compartimentée eucaryote du modèle procaryote (transcription-traduction simultanées)

Cette UE propose un approfondissement des connaissances acquises en L2 sur les principes et techniques de biologie moléculaire. Les différents thèmes abordés durant le cours porteront sur :
la structure, la topologie et la réplication de l’ADN en insistant sur les principales différences entre procaryotes/eucaryotes et sur l’importance de la topologie de l’ADN sur le plan énergétique.
la stabilité et la dynamique des génomes : description des principaux types de variation des génomes dans l'ensemble du vivant, de leur mécanisme d’apparition et de leur contrôle par les systèmes de réparation. Ce chapitre sera illustré par de nombreux exemples de variations pathologiques du génome observées chez l'homme (cancer).
la transcription et sa régulation : cette partie abordera en détail la régulation pré-transcriptionnelle sous l'angle des cascades d'activateurs/répresseurs et des modifications épigénétiques, ainsi que la régulation co-transcriptionnelle sous l'angle de l'épissage alternatif et de son impact sur le code génétique. Des exemples de maladies liées à l'épissage seront présentés.
la traduction et la régulation traductionnelle : description des différents mécanismes de régulation traductionnelle pouvant affecter les 3 temps de la traduction (initiation, élongation et terminaison). La surveillance des ARNm (NMD) sera également abordée. Ce chapitre sera illustré par de nombreux exemples.
La régulation par les ARN non-codants : Présentation de leur rôle essentiel dans la régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle, avec chez les procaryotes, les régulations en cis (atténuateurs et autres riboswitches) et les régulations en trans (via des petits ARN) ; et chez les eucaryotes, le phénomène d'interférence ARN et les microRNA.
Ce cours sera, également, l'occasion d'aborder avec un regard scientifique le débat sociétal des relations entre génétique, épigénétique et environnement, ainsi que l’impact des grands projets de génotypage et séquençage sur l’étude des variations du génome.

Au cours des travaux dirigés, lors d’exercices illustrant les différents chapitres du cours, nous aborderons les techniques de biologie moléculaire mises en œuvre pour l’analyse :
de l’ADN : marquage de sondes (en 5' ou par amorçage aléatoire), Southern-blot, séquençage (méthode de Sanger), ainsi que des rappels sur les enzymes de restriction, ligase, les méthodes de clonage et la PCR.
des ARN : RT-PCR, cartographie à la nucléase S1 et extension d'amorce, et rappels sur le northern-blot.
des interactions ADN-protéines : retard sur gel (EMSA), empreinte (protection à la DNase I), étude de la structure de la chromatine (digestion à la MNase et ChIP).
L’accent sera mis sur l’importance des expériences témoins nécessaires, ainsi que sur les limites de chaque technique analysée.

Cette UE vise à permettre aux étudiants d’approfondir leurs connaissances sur les processus de réplication des génomes et d’expression des gènes ainsi que les techniques mises en œuvre pour les étudier, l’accent étant mis plus particulièrement sur les systèmes eucaryotes.
À l’issue de cet enseignement, l’étudiant-e sera en mesure :
OAV1. d’intégrer les processus de réplication de l’ADN dans leurs grandes caractéristiques, de distinguer les principales différences entre réplication procaryote et eucaryote et toute la pertinence des formes topologiques majoritaires des molécules d’ADN circulaires. Il/elle saura restituer ces processus à l’échelle de la cellule avec une vision intégrée.
OAV2. de définir les grandes classes de variations génomiques, de lésions de l'ADN, et leurs origines, de distinguer le cas échéant les variations germinales et somatiques ; et de décrire les principaux mécanismes de réparation.
OAV3. de décrire et de distinguer les différents mécanismes de régulation transcriptionnelle et/ou co-transcriptionnelle : régulation de l’état chromatinien (épigénétique), initiation de la transcription et épissage.
OAV4. de décrire les mécanismes de régulation ciblant les différentes étapes du processus de traduction (initiation, élongation et terminaison) ainsi que ceux impliquant la stabilité des ARNm.
OAV5. de distinguer les différents ARN non codants, de décrire leur biosynthèse et les mécanismes de régulation les impliquant ; de schématiser les modes d'action d'un sRNA bactérien et d'un miRNA ou siRNA eucaryote.
OAV6. de décrire les techniques expérimentales de biologie moléculaire (but, principe et limites), d’appliquer la démarche scientifique : analyser et interpréter les résultats expérimentaux, formuler à partir de ces données des conclusions ou des hypothèses, et choisir les expériences permettant de tester ces hypothèses.
OAV7. d'aborder avec un regard scientifique le débat sociétal autour des relations entre génétique, biologie moléculaire, santé et environnement; de prendre part à la réflexion sur les enjeux du génotypage et du séquençage massif.

Chaque partie du cours est illustrée par une ou deux séances de TD, séances qui permettent également de présenter une ou plusieurs techniques de biologie moléculaire. L’ensemble des techniques abordées durant cet enseignement est expliqué dans l’annexe à la fin du polycopié de TD. Il est essentiel que chaque exercice soit travaillé en amont par l’étudiant, avant la correction en salle. Lors de la première séance de TD, un quizz sera réalisé par chaque étudiant, portant sur les connaissances acquises en L2 en biologie moléculaire (réplication du chromosome bactérien, transcription, traduction, schéma de la structure d’un opéron bactérien, de son ARNm et des protéines qui en résultent, en nommant et en situant les divers signaux de transcription, de traduction ; schéma d’un gène eucaryote morcelé, de son ARN pré-messager et ARNm, localisation et identification des signaux de transcription, de traduction, d’épissage et de polyadénylation, rappel des différentes étapes de la maturation d’un ARNm). Ce quizz a deux buts, d’une part permettre à l’étudiant de faire le point sur ses connaissances par rapport au programme de biologie moléculaire de L2, prérequis nécessaires pour aborder cette UE, et d’autre part permettre à l’équipe enseignante d’identifier les points non acquis par la majorité des étudiants, nécessitant des rappels plus poussés avant d’aborder le thème concerné en cours ou en TD. Une séance de TD sera consacrée à la correction en salle d’un sujet d’annale d’examen.

Biologie moléculaire du gène. James Watson et coll. Editions Pearson.
Biologie moléculaire de la cellule. Bruce Albert. Editions Lavoisier.

Ceux de L1 et L2

Cette UE complète la formation en biologie cellulaire acquise en L1 et L2. Elle s'organise autour de 3 thèmes illustrés avec des exemples physiologiques et pathologiques :
I. Dynamique des processus cellulaires (trafic intracellulaire et transports)
II Signalisation cellulaire (transduction du signal et réaction cellulaire)
III Devenir des cellules (cycle et mort cellulaire)

I Dynamique des processus cellulaires
a) Trafic intracellulaire (adressage des protéines, endo- exocytose)
b) Transport membranaire (diffusion, pompes, canaux)
c) Cytosquelette (dynamique de polymérisation et son contrôle, moteurs moléculaires, interactions)
d) Adhérence et mobilité cellulaire

II Signalisation cellulaire
a) Introduction à la biochimie de la transduction du signal (kinases/phosphatases, messagers secondaires)
b) Échange d’informations avec l’environnement (récepteurs, messagers)
c) Intégration du signal et réaction cellulaire (protéines G, tyrosine kinases, MAPK, échelle de temps, localisation subcellulaire)

III Devenir des cellules
a) Cycle cellulaire et son contrôle
b) Mort cellulaire (apoptose,nécrose)

Les TP couvrent les techniques suivantes:
Culture cellulaire (cellules mammifères) / Transfection / Observation de la localisation sub-cellulaire de protéines-GFP / Test de viabilité cellulaire / Analyse quantitative d’images ou vidéos sur PC avec le logiciel ImageJ

OAV1. Décrire, mémoriser, illustrer les grands processus cellulaires et leur dynamique : trafic intracellulaire, étapes de la maturation des protéines, transports membranaires, adhérence et motilité cellulaire, dynamique du cytosquelette, contribution du cytosquelette aux processus précédents.
OAV2. Comprendre le concept de signalisation cellulaire et ses acteurs principaux; lister les grands types de récepteurs et leur mode d'action; mémoriser et illustrer certaines voies « classiques » de signalisation.
OAV3. Décrire et schématiser les mécanismes moléculaires du contrôle du cycle cellulaire.
OAV4. Décrire et schématiser la mort cellulaire par apoptose.
OAV5. Décrire des techniques d’analyses couramment utilisées en biologie cellulaire; appliquer les connaissances de cours dans un contexte expérimental ; décrire et interpréter des résultats expérimentaux obtenus in vitro, in cellulo, in vivo ; illustrer ou formuler une synthèse d’un ensemble de résultats expérimentaux.
OAV6. Réaliser des expériences simples de biologie cellulaire, analyser ces expériences à l’aide de logiciels adéquats et critiquer les résultats obtenus.

Les cours et les TD sont intercalés. Les TP sont concentrés sur 3 jours. Un compte rendu de TP est à rendre à l’issue de ceux-ci.

Livres de biologie cellulaire tel que « Alberts et al., Biologie Moléculaire de la cellule » (certains chapitres)

L’objectif de cette unité d’enseignement est de délivrer un enseignement intégré d’Immunologie et Virologie en donnant aux étudiants les connaissances de base dans ces deux domaines.
L’étude des principaux éléments du système immunitaire et l’analyse des mécanismes effecteurs de la réponse immunitaire seront présentées.
Les concepts généraux de virologie seront abordés en mettant en lumière les interfaces avec la biologie cellulaire, la biologie moléculaire et l’immunologie.

Les cours magistraux (20H) seront présentés en deux grandes parties et illustrés par les TD (16H) et les TP (9H) :

Immunologie :

Le système lymphoïde (cellules, organes lymphoïdes, lymphe) Antigène, anticorps et lymphocytes B (anticorps, BCR…) Complexe majeur d’histocompatibilité et présentation de l’antigène Lymphocytes T (TCR et activation) Effecteurs lymphocytaires (activité cytotoxique/helper, coopération) Immunité innée et inflammation

Virologie :

Introduction générale : structure et classification des virus, cycle viral Stratégies de réplication virale Interaction virus – cellule hôte (entrée des virus dans la cellule, utilisation du cytosquelette, sortie des virus de la cellule) Interactions virus – système immunitaire : mécanismes d’échappement immunitaire Virologie appliquée

Deux séances de travaux pratiques permettront aux étudiants de manipuler des outils de base en immunologie et virologie :
TP1 Cytométrie en flux (3H) : analyses de données par ordinateur.
TP2 ELISA (6H) : détection d’anticorps antiviraux à l’aide d’outils immunologiques.+

Les objectifs d'apprentissage visés sont les suivants :

OAV1. Expliquer les rôles des principaux acteurs moléculaires et cellulaires du système immunitaire :

Mémoriser les types de cellules du système immunitaire. Comprendre le principe de distinction entre le soi et le non soi et la notion d'antigène. Identifier les mécanismes d'action de l'immunité innée et de l'inflammation. Expliquer la diversité et la spécificité des récepteurs aux antigènes des lymphocytes (BCR et TCR). Énumérer les types d'anticorps, leurs propriétés et leur mode de production. Comprendre les rôles des anticorps dans les réponses immunitaires. Illustrer le lien entre un antigène, une classe d'anticorps, leurs récepteurs cellulaires, les actions cellulaires et la nature de la réponse immunitaire. Décrire le principe de la présentation d'antigène, les acteurs et les mécanismes moléculaires. Illustrer le lien entre la source d’un antigène, son mode de présentation aux lymphocytes T et la réponse immunitaire initiée. Expliquer les rôles des lymphocytes T dans les réponses immunitaires à l’aide d’exemples. Identifier les mécanismes d'une réponse immunitaire en fonction de la nature de l'antigène.

OAV2. Expliquer les cycles de vie des virus animaux et leurs interactions avec l’hôte :

Définir les composants d’un virus et expliquer les structures des virus. Expliquer les principes de classification des virus. Énumérer et décrire les différentes étapes des cycles viraux à l’aide d’exemples. Expliquer et comparer les stratégies de réplication virale selon la nature du génome viral. Décrire des stratégies virales pour échapper aux facteurs immunitaires et cellulaires de l'hôte (à l'aide d'exemples). Décrire les stratégies de vaccination et les principes d’action de molécules antivirales. Expliquer comment les virus peuvent être utilisés comme outils pour étudier des processus biologiques ou en thérapie (ex : transfert de gènes, virus oncolytiques). Décrire et interpréter de façon critique des données expérimentales liées à l’étude des cycles viraux : études des mécanismes d’entrée virale, identification d’un nouveau virus, interactions virus-hôte.

OAV3. Expliquer et choisir des méthodes d'expérimentation en immunologie et virologie

Analyser des données de cytométrie en flux et tirer une conclusion pour un cas clinique. Réaliser une titration d’anticorps par une méthode de référence, analyser les données et tirer une conclusion. Présenter des expériences d'immunologie dans leur contexte, avec leur méthodologie et conclusions. Identifier les applications expérimentales des anticorps.

Au cours de chaque séance de TD (x8), 30 minutes seront consacrées à des exposés réalisés par les étudiants. Ces exposés, préparés en binôme ou trinôme, porteront sur des techniques couramment utilisées en immunologie et virologie.
Chaque séance de TP (x2) fera l'objet d'un compte-rendu dans lequel il est attendu une analyse critique des données expérimentales.
Au cours du semestre, des questionnaires en ligne de type QCM et/ou QROC pourront être proposés aux étudiants pour leur permettre de tester les connaissances acquises.

"Les bases de l'immunologie fondamentale et clinique", ed. Elsevier Masson, 4ème édition (2013 - version française de la 3ème édition en anglais).
"Basic Immunology : Functions and Disorders of the Immune System", ed. Saunders, 4th edition (2012).
"Principles of Virology", ed. American Society for Microbiology; 4ème édition (2015)

En biologie moléculaire les étudiants utiliseront différentes techniques de PCR et des outils de bioinformatique afin de déterminer de façon précise le(s) site(s) d’insertion de transgènes (T-DNA) dans le génome de plantes génétiquement modifiées et d'effectuer le génotypage du locus.

En biochimie, les étudiants mettront en œuvre une démarche expérimentale pour purifier une protéine jouant un rôle clé dans le métabolisme de la plante modèle Arabidopsis thaliana et évaluer la qualité de la purification.

Mise en pratique des connaissances théoriques en génomique, génétique moléculaire, purification des protéines et enzymologie abordées au L3S5.

Séances de travaux pratiques : 3 demi-journées pour la Biologie moléculaire et 2 journées pour la Biochimie

Apport de la génétique dans la compréhension d’un problème biologique. Méthodologies génétiques chez les
eucaryotes et les procaryotes. Spécificités de la génétique humaine.
Systèmes modèles: Cribles. Approfondissement du test de complémentation et signification des exceptions.
Signification biologique des mutations gain et perte de fonction, haploinsuffisance. Cartographie. Apport informatif
des interactions génétiques: 1) Suppression, mise en évidence d'interactants moléculaires, de redondance
fonctionnelle
2) Additivité, Synergie, phénotype synthétique, colétalité, 3) épistasie, établissement de cascades fonctionnelles
Génétique humaine: Transmission simple et complexe de syndromes familiaux. Cartographie, marqueurs
moléculaires,
haplotypes, études de liaison. Mutations et polymorphismes.

Comprendre la méthodologie génétique eucaryote et procaryote, les spécificités de la génétique humaine
Comprendre l’apport informatif des interactions génétiques