LDD3 Biologie cursus magistère / ENS

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

Cours de biochimie et de biologie moléculaire de L1 et L2.

L’UE s’organise en deux parties, l’une dédiée à la biologie moléculaire et l’autre à la biochimie. Cette formation illustre ainsi la complémentarité des approches de biologie moléculaire et de biochimie. Chaque partie se déroule sur 4 jours consécutifs en salle de travaux pratiques. Les étudiants réalisent une série d’expériences visant un objectif commun qui est de produire une protéine recombinante et d’étudier sa fonction.

Cette formation pratique a pour but de former les étudiants à différentes démarches expérimentales permettant le clonage d'un gène (biologie moléculaire) et les techniques de purification et de caractérisation d’une protéine (biochimie). En biologie moléculaire, l'étudiant utilisera des techniques d’extraction d’ADN, de PCR, de restriction et ligation enzymatiques, d'électrophorèse en gel d’agarose et de transformation bactérienne. En biochimie, l'étudiant mettra en oeuvre des techniques de chromatographie, d’électrophorèse en gel d’acrylamide, des cinétiques enzymatiques (dosages spectrophotométriques) et la détermination expérimentale des paramètres cinétiques d’une enzyme.

Toutes les mises en œuvre pratiques des expériences par les étudiants sont précédées par une explication détaillée de tous les principes expérimentaux et du déroulement précis des manipulations.

L’accent est mis sur le travail en autonomie et en binôme, à partir de protocoles détaillés et l’analyse de résultats expérimentaux obtenus. Les étudiants apprendront à organiser les expériences, à récolter des données expérimentales, à restituer leurs résultats sous formes de tableaux et de graphiques, et à transmettre ces données sous forme de compte-rendu ou de communication orale.

L’enseignement de cette UE vise à apporter aux étudiants de L3 des compétences techniques et d’analyses dans les domaines de la biologie moléculaire et de la biochimie. À l'issue de cet enseignement l'étudiant saura :

OAV1. Réaliser des expériences en conditions de laboratoire.

Appliquer un protocole expérimental, manipuler des instruments et techniques de base (pipette, balance, hotte, spectrophotomètre, préparation de solutions ou tampons), travailler en binôme et en groupe.

OAV2. Analyser et interpréter des résultats scientifiques et restituer les connaissances théoriques de biologie moléculaire et de biochimie.

Restituer les résultats expérimentaux sous forme de graphiques, schémas ou tableaux, analyser et interpréter les résultats, restituer ces données dans un compte-rendu et à l’oral, faire le lien entre les apports de la biologie moléculaire et la biochimie pour l’étude des protéines.

OAV3. Décrire les techniques de biologie moléculaire et de biochimie mises en œuvre pendant le TP et les connaissances théoriques qui y sont associées.

Définir et décrire : l’ADN, un gène, une protéine, une enzyme ; décrire une extraction d’ADN plasmidique, les étapes de clonage d’un gène (PCR, restriction, ligation, transformation, sélection, criblage), décrire une expérience d’électrophorèse d’ADN ou de protéines, décrire une expérience de purification de protéines (chromatographie), décrire une expérience de cinétique enzymatique.

Les étudiants manipuleront tous les jours et suivront l’évolution de leur projet sur 2 semaines. Le but de leurs manipulations sera de cloner le gène codant une enzyme dans un vecteur plasmidique, d’exprimer ce gène dans un hôte bactérien, de purifier la protéine ainsi produite et de déterminer les paramètres cinétiques de cette enzyme. Les étudiants analyseront leurs résultats au jour le jour et rédigeront un compte rendu afin de présenter leurs résultats et de pouvoir également les interpréter et les discuter. Des séances de cours et TD sont intégrées à cet enseignement pratique afin d’introduire les connaissances théoriques indispensables à la compréhension et à l’interprétation des expériences réalisées. L’évaluations comprendra une partie contrôle continu (investissement pendant les séances de travaux pratiques, compte-rendu et présentation orale) et un examen écrit final.

Principles of Biochemistry, Lehninger (ou équivalent), chapitres dédiés aux gènes et à leurs produits (biologie moléculaire), aux protéines et à l’enzymologie (biochimie).

Avoir suivi l’UE de Biochimie de L2 ou équivalent

- Rappels de cinétique et thermodynamique ; rappels sur les structures et fonctions chimiques des molécules énergétiques de base (oses, acides aminés, acides gras) ;
- Rappels et approfondissement des voies métaboliques essentielles : fonctionnement, régulation, mécanisme catalytique des enzymes les plus importantes ;
- Rappels sur la notion de récepteur membranaire, les interactions ligand/récepteur, notions d’équilibre et d’affinité, liaisons non spécifique et spécifique
- Structure et mode de fonctionnement des RCPG (b-adrénergique et glucagon), couplage aux protéines G, adénylylcyclase/AMP cyclique, régulation protéine kinase A
- Structure et mode de fonctionnement du récepteur de l’insuline et de la voie de signalisation IRS-1, PI 3’-kinase, PDK-PKB/AKT. Domaines PTB, SH2, PH.
- Structure et fonction des protéines kinases (S/T et Y), domaine conservé, boucle d’activation, pseudo substrat
- Intégration des voies glucagon/insuline au niveau du métabolisme du glycogène, des triglycérides et du transport de glucose.
- Rappels de bioénergétique (notions d’enthalpie libre, de potentiel chimique, de spontanéité d'une réaction, de couplage de deux transformations)
- Énergétique de la diffusion facilitée et du transport actif
- Mécanismes moléculaires qui sous-tendent le transport de molécules énergétiques comme le glucose
- Description des mécanismes associés aux transports actifs secondaires, notamment celui impliqué dans le transport du glucose.

- Maîtriser les bases indispensables à une compréhension globale des processus métaboliques et de leur régulation ;
- S’approprier les mécanismes moléculaires de réactions métaboliques et de réactions de transport ;
- Connaître certaines pathologies associées à des dysfonctionnements du métabolisme et du transport de solutés ;
- Décrire les processus cellulaires principaux de régulation hormonale du stockage des réserves énergétiques glucidiques et lipidiques ;
- Décrire, analyser et interpréter des documents dans l’optique d’acquérir une démarche scientifique ;
- Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour étudier la régulation d’une voie métabolique au niveau de l’expression génique.

L'UE est découpée en cours magistraux, et séances de Travaux Dirigés et de Travaux Pratiques, comme suit :
- CM : 12 séances de 1h30 réparties en 3 grandes parties équivalentes : Transport membranaire, métabolisme énergétique, signalisation cellulaire ;
- TD : 8 séances de 2h, pour approfondir les notions vues en CM et/ou aborder des notions non vues en CM ;
- TP : 11h pour illustrer la régulation d’une voie métabolique au niveau de l’expression génique.

Biochimie et biophysique des membranes (Emanuel Shechter)
Biologie moléculaire de la cellule (Bruce Alberts et collaborateurs) Biochimie (Lubert Stryer)

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)

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.

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Cette UE présente les principaux groupes de Métazoaires (caractères morphologiques, anatomiques et fonctionnels), leur diversité et leurs relations phylogénétiques.

Au cours des Travaux Dirigés, les principaux taxons des Métazoaires seront étudiés suivant le même plan : place du taxon dans la phylogénie actuelle, principales apomorphies, caractères généraux, diversité. Cet enseignement sera complété par l’observation d’échantillons issus des collections naturalistes de l’Université.
Les Travaux Pratiques illustreront et compléteront les connaissances acquises lors des séances de TD par l’étude morpho-anatomique d’organismes représentatifs des taxons étudiés.

OAV1. Mémoriser les principaux taxons de Métazoaires ainsi que leurs caractères (synapomorphies, caractères morphologiques et anatomiques) et savoir les replacer dans l’arbre phylogénétique des Métazoaires.
OAV2. Observer, identifier, comparer des caractères morphologiques et anatomiques de différents animaux et en déduire leur position dans l’arbre des Métazoaires.
OAV3. Généraliser les critères d’observation et d’identification à d’autres animaux et confronter les connaissances théoriques et les observations du réel.
OAV4. Observer, manipuler, disséquer certains animaux et mettre en évidence des organes et des systèmes réalisant certaines grandes fonctions (digestion, excrétion, circulation, respiration, reproduction) chez différents groupes de Métazoaires.
OAV5. Appréhender la diversité du vivant issue des processus évolutifs en intégrant des connaissances théoriques et des observations concrètes d’échantillons.

Les enseignements seront dispensés sous forme de travaux dirigés et de travaux pratiques.
L’évaluation sera faite via une épreuve finale de synthèse et par un contrôle continu.

Session 1 F = EEF * 45% + CCTP * 45% + CC * 10%
Session 2 F = EEF * 45% + CCTP * 45% [Rep] + CC * 10% [Rep]

1 - LECOINTRE Guillaume et LE GUYADER Hervé. Classification phylogénétique du vivant, Tome 2, Ed. Belin, 2017
2 - BEAUMONT André et CASSIER Pierre. Biologie animale, des Protozoaires aux Métazoaires Epithélioneuriens, Tomes 1 et 2, Ed. Dunod Université, 3e édition, 2004 
3 - BEAUMONT André et CASSIER Pierre. Biologie Animale, les Cordés, Anatomie Comparée des Vertébrés, Ed. Dunod Université, 9e édition, 2009
4-  MILLER Stephen A et Harley John P. Zoologie, Ed De Boeck, 2015
5- POINSOT Denis, HERVE Maxime, JE GARF Bernard, CELLIER Mael. Diversité animale : histoire, évolution et biologie des métazoaires, Ed. De Boeck, 2018

L2 level knowledge in formal genetics and Molecular Biology

This course aims at describing what genetical analysis can bring to the understanding of any biological question. Methods for genetical analysis in eucaryotes and procaryotes will be taught, as well as the specifics of Human Genetics. The following approaches will be taught: screens in model systems; the significance of exceptions to complementation assay; biological significance of loss- and gain-of-function mutants, haplo-insufficiency. Genetic interactions: 1- suppressors, molecular interactions, functional redundancy; 2- Additivity, synergy, synthetic phenotypes, co-lethality; 3- epistasis, mapping functional pathways. Human Genetics: simple and complex transmission of familial traits. Mapping, molecular markers, haplotyping, linkage analysis, sequencing. Mutaitons and polymorphism.

At the end of this course, the student will be able to : OAV1. Remobilise the notions of Mendelian and bacterial genetics. OAV2. Distinguish the different types of DNA lesions, their origins and differentiate the main DNA repair mechanisms. Deduce their impact in the emergence of mutations. To explore the relationship between the molecular nature of a mutation and the associated phenotype (heat sensitivity, cryosensitivity, loss/gain of function, polar mutation). OAV3. Develop and exploit different strategies for isolating mutants. OAV4. Establish a Genetic Mapping. Calculate a genetic distance and be aware of the limits of the methods used (tetrad analysis, three-point test). OAV5. Explore the different gene interactions (exceptions to the functional complementation assay, epistasis, suppressions, synthetic aggravation). Formulate hypotheses regarding to the functional relationships that gene interactions imply in order to build gene networks. OAV6. Apply the notions acquired in formal genetics to human genetics by discussing the future challenges of medicine. OAV7. Communicate in English, using genetics as a subject of discussion.

Programme de Biologie moléculaire et de biochimie de L1 et L2 d'Orsay

Cette UE illustre le cours du S5 "Outils de Biochimie et de Biologie Moléculaire en Écologie" dans un contexte de plantes transgéniques, en utilisant des approches intégrées de Biologie Moléculaire et de Biochimie autour d'une problématique commune. Le but est de faire découvrir ou de faire approfondir aux étudiants, des techniques classiques d’expérimentation en Biologie Moléculaire (PCR, électrophorèse) et de Biochimie (purification et dosages de protéines, cinétique enzymatique). L’accent sera mis sur le travail en autonomie à partir de protocoles détaillés et l’analyse de résultats expérimentaux extraits d’articles scientifiques. Un compte-rendu des expérimentations sera réalisé.

TD de Biologie Moléculaire 
 Édition des génomes
 
TP de Biologie Moléculaire 
 Extraction d’ADN plasmidique et génomique
 PCR
 Électrophorèse en gel d’agarose
 Digestion par des endonucléases

TP/TD de Biochimie

OAV1. (transversal) Réaliser des expériences en condition de laboratoire.
Concevoir un protocole expérimental à partir de consignes et d’objectifs précis (dilutions, extrapolations, …)
S’organiser et s’adapter à une situation d’expérimentation en laboratoire (développer des bonnes pratiques de laboratoire, savoir réagir face au stress, planifier les expériences)
Manipuler des instruments basiques en BM et Biochimie (pipetage, électrophorèse, préparation de solutions, utilisation spectrophotomètre, pesée…)
S’adapter au travail en binôme et en groupe
Composer un cahier de laboratoire clair et détaillé
OAV2. (transversal) Analyser et interpréter des résultats scientifiques.
Formaliser les résultats sous forme de graphiques ou de schémas normalisés
Analyser et interpréter les résultats obtenus en comparaison à un contrôle à l’aide de calculs par exemple
Restituer ces données dans un compte-rendu clair, organisé et synthétique sous forme écrite et orale
Formuler des hypothèses et développer un esprit critique quant aux résultats
Intégrer et faire le lien entre les apports des techniques de BM et de Biochimie pour répondre à un même questionnement scientifique
OAV3. (transversal) Consolider les connaissances théoriques de l’UE « Outils de Biochimie et de Biologie Moléculaire en Écologie ».
Définir et décrire ce qu’est un gène, génome, contrôle de l’expression génique
Définir et décrire ce qu’est une protéine, une activité enzymatique
Identifier l’intérêt des approches appliquées dans cette UE dans le contexte de la filière de Biologie des Organismes et Ecologie.
OAV4. (Partie Biologie Moléculaire) Décrire et/ou mettre en oeuvre les techniques expérimentales classiques de la BM.
Décrire et réaliser une extraction d’ADN plasmidique et d’ADN génomique de plante
Décrire, réaliser et interpréter une carte de restriction par digestion enzymatique
Décrire, réaliser et interpréter une expérience de PCR
Décrire, réaliser et interpréter une expérience d’électrophorèse de fragments d’ADN en gel d’agarose
Décrire et illustrer par des exemples les approches de ciblages de gènes
Décrire et schématiser les techniques de Southern Blot, Northern Blot, Western Blot, RT-PCR, construction de banque génomique, transgenèse chez les bactéries, cellules animales et végétales
Décrire et illustrer par des exemples l’utilisation de marqueurs de polymorphisme
OAV5. (Partie Biochimie) Décrire les techniques expérimentales utilisées ou décrites dans l’UE et leurs principes.
Décrire et réaliser une expérience de purification de protéines
Décrire et réaliser une expérience de cinétique enzymatique

Les enseignements sont dispensés sous forme de TP (40h) et de TD (5h) intégrés aux TP. L'évaluation sera faite par un contrôle continu (compte-rendu de TP) et un examen écrit final.

Biologie Moléculaire. Chauvet et al. Dunod eds 2025 et pour la biochimie :Principles of Biochemistry (chapitres sur les protéines et l'enzymologie )

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)

Cet enseignement permet de découvrir l’apport de différentes sous-disciplines de la biologie (botanique, biologie cellulaire, biochimie, physiologie moléculaire) pour l’étude d’un processus biologique (la germination). Ce thème général de la germination est abordé au cours d'enseignements sous forme de TP, TD et d'exposés oraux à partir d'articles scientifiques, selon différents points de vue:

Environnement, écologie, aspects économiques et sociétaux: graines et industries agroalimentaires, OGM, influence des écosystèmes… (séance 1 et journée d’exposés).
Botanique, biologie végétale: notions de base sur la structure de la graine, étude anatomique de différents types de graines… (séance 2).
Biologie cellulaire: mise en évidence in situ des réserves de semences de 25 espèces, extraction et quantification de macromolécules de réserve (10-12 espèces) (séances 2, 3 et 4).
Physiologie cellulaire et moléculaire, signalisation: rôle des hormones dans la dormance et la germination chez l'orge. Activation transcriptionnelle des amylases (séances 5 et 6).
Biochimie, enzymologie: préparation d'extraits biologiques, mesure et comparaison d'activités d'enzymes impliquées dans la germination de graines de haricot à partir de différents tissus ( séances 7 à 11).

À l’issue de cet enseignement, les étudiants devront être capables de: OAV1. Expliquer les bases théoriques de la structure d’une graine et les mécanismes moléculaires la germination. OAV2. Déterminer et comparer les activités d’enzymes issues de différents extraits biologiques. OAV3. Adopter une approche expérimentale rigoureuse pour répondre à une question scientifique. OAV4. Communiquer oralement et par écrit sur une problématique scientifique. OAV5. Faire preuve d'esprit critique dans un contexte scientifique.

Les enseignements se déroulent dans différents bâtiments du campus d'Orsay sous la forme de journées entières ou de demi-journées de TD/TP et d'une journée consacrée aux exposés oraux et au bilan des différents travaux.

Bases fondamentales de la biochimie, de la biologie moléculaire et de la biologie cellulaire (L1 et L2).

L'objectif de cet enseignement est de présenter la cellule en interaction avec son environnement. Les cours et les travaux dirigés de cette unité d’enseignement permettront aux étudiants de développer une vision intégrée des processus cellulaires fondamentaux et d’appréhender leur régulation, ainsi que leurs éventuelles dérégulations, dans le temps et dans l’espace.

• L’étude des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le déroulement du cycle cellulaire sera abordée. Le rôle de l’environnement dans le contrôle de ce déroulement, à travers les facteurs mitogènes et les protéines de la matrice extracellulaire, sera décrit. Les points de contrôles qui assurent la progression correcte dans le cycle et l'intégrité de l'ADN seront tout particulièrement détaillés.
• Les processus qui régissent l’organisation fonctionnelle et la dynamique de la cellule (signalisation, adressage, trafic intracellulaire, adhérence, motilité, régulation de l’expression des gènes, immunité cellulaire…) seront décrits et placés dans le contexte de pathologies (cancers et maladies dégénératives).
• Étudier ces processus moléculaires et cellulaires nécessitera d’aborder la structure, la dynamique et l’homéostasie des constituants cellulaires, ainsi que la façon dont l'environnement conditionne l’ensemble des mécanismes sous-jacents, dans un contexte tissulaire, et tout particulièrement à l’échelle de l’expression des gènes (épigénétique).

OAV1. Décrire et schématiser la synthèse, la structure et la topologie des acides nucléiques, la réplication de l’ADN, ainsi que l’expression génique et sa régulation.
OAV2. Décrire, schématiser et illustrer les grands processus cellulaires et leur dynamique : adressage & trafic intracellulaire, adhérence et motilité cellulaire ; décrire le cytosquelette de la cellule et sa contribution aux processus précédents.
OAV3. Décrire et schématiser la signalisation cellulaire : décrire et schématiser les grandes voies de signalisation cellulaire, lister les principaux acteurs de ces voies. Replacer ces acteurs dans la cellule, et la coordination nécessaire au bon fonctionnement cellulaire.
OAV4. Décrire et schématiser les mécanismes moléculaires du contrôle du cycle cellulaire et du devenir des populations cellulaires (quiescence, prolifération, sénescence, différentiation et morts cellulaires).
OAV5. Décrire et schématiser le rôle des principaux acteurs cellulaires et moléculaires du système immunitaire.
OAV6. Décrire des techniques d’analyses couramment utilisées en biologie cellulaire : appliquer les connaissances de cours dans un contexte expérimental ; décrire et interprétez des résultats expérimentaux obtenus in vitro, in vivo ; Illustrer ou formuler une synthèse d’un ensemble de résultats expérimentaux.
OAV7. Décrire l’ensemble de ces processus avec une vision intégrée — à l’échelle de la cellule mais aussi des organismes entiers dans leur environnement — afin de percevoir et d’appréhender toute la pertinence, la finesse et l’absolue complexité de ces processus.
OAV8. Décrire, schématiser et illustrer des dysfonctionnements de processus cellulaires menant à des pathologies humaines comme certains cancers et des maladies neurodégénératives.

36 heures de cours magistraux et 9 heures de travaux dirigés

Biologie Moléculaire de la Cellule, 6 ème édition, Bruce Alberts et al.
Biologie Cellulaire, Thomas Pollard et William Earnshaw

Cette UE vise à apporter aux étudiants les notions de base pour comprendre les phénomènes géologiques. Elle se focalise sur les domaines fondamentaux des sciences de la terre tels que la sédimentologie, la paléontologie et la volcanologie afin de mieux appréhender les relations entre Terre profonde et enveloppes externes (atmosphère et hydrosphère). Cet enseignement traitera également les discussions actuelles sur les changements environnementaux à l’échelle planétaire et les risques associés (volcanique et climatique).

OAV1. Connaitre le fonctionnement et l’évolution globale de la Terre.
OAV2. Apprendre les principes de base de la chronologie en géologie et connaître l’histoire de notre planète depuis sa formation.
OAV3. Apprendre les principes de base de volcanologie et des risques associés.
OAV4. Comprendre le fonctionnement du système climatique actuel et explorer les différents grands réservoirs du système climatique terrestre (Atmosphère, Hydrosphère, Cryosphère) et leurs interconnections. Ces principes seront transposés dans le passé et dans une perspective future.

L’évaluation sera effectuée par un examen terminal et un contrôle continu

Session 1 F = EEF * 70% + ETP * 30%
Session 2 F = EEF * 70% + ETP * 30% [Report session 1]

Maurice Renard, Yves Lagabrielle, Erwan Martin, Marc Rafelis Saint Sauveur (de), Jean-Charles Pomerol. Eléments de géologie - 16e édition du Pomerol Cours, QCM et site compagnon. Dunod 2018 - 16ème édition - 1152 pages - 191 x 250 mm, EAN13 : 9782100724802.

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

Connaissances générales sur l’organisation morphologique et les principales étapes du cycle de reproduction d’une plante à fleurs. Notions de systématique des plantes à fleurs, d’anatomie et de physiologie des végétaux.

Cette UE a pour objectif d’appliquer les notions fondamentales théoriques de botanique, de systématique, d’écologie et d’écophysiologie à l’étude détaillée d’une plante à fleurs (sélectionnée sur un site donné du campus d’Orsay). Cette étude, menée par binôme sous forme d’un projet tutoré, donnera lieu à la rédaction d’un compte-rendu écrit et d’une présentation orale.
Description des séances :
 Découverte du site d’étude et groupements végétaux (3h)
 Morphologie de l’appareil végétatif, organes de réserve et multiplication végétative (3h)
 Morpho-anatomie des plantes choisies (10h)
 Diversité et évolution des formes florales (7h)
 Acclimatation des plantes à la lumière (11h)
 Pigments et couleur des plantes (6h)
 Exposés (5h)

Au terme de cet enseignement, l’étudiant sera capable de :
OAV1. Identifier les principaux organes végétatifs et reproducteurs d’une plante sur la base de caractères morpho-anatomiques, et en établir le lien avec son milieu de vie.
OAV2. Produire une analyse florale, observer et décrire des grains de pollen, en déduire le type de pollinisation. Commenter ces caractères par rapport à la position systématique de la plante.
OAV3. Mesurer la répartition de la biomasse de plantes ayant poussé sous différentes conditions de lumière. Extraire de façon différentielle les pigments végétaux, identifier et quantifier ces pigments. Mesurer l’activité photosynthétique. Interpréter et discuter les données obtenues en fonction des conditions de lumière.
OAV4. Quantifier la réflectance, la transmittance, l’absorbance et la fluorescence dans le visible et l’infrarouge des feuilles d’une plante, et en déduire les propriétés optiques. Établir le lien entre ces propriétés et le fonctionnement photosynthétique.
OAV5. Synthétiser un ensemble d’informations provenant d’observations, d’expérimentations personnelles et/ou de données de la littérature (ouvrages, articles scientifiques, bases de données), sous forme d’un mémoire court, illustré et structuré, et d’une présentation orale en temps limité.

Au cours de la première séance de l’UE (comprenant une sortie sur le terrain), chaque étudiant choisira en binôme une plante présente sur le site d’étude. Chacune des séances suivantes sera ensuite l’occasion d’aborder un aspect particulier concernant cette plante, pouvant donner lieu à de nouvelles sorties de terrain (notamment pour les séances d’écophysiologie). L’ensemble des données collectées lors de ces séances sera complété si besoin par des données issues de la littérature et servira à rédiger un rapport qui sera rendu à l’issue de l’UE. Les principales informations obtenues seront exposées sous la forme d’une présentation orale qui clôturera cette UE.

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

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

L1-L2 de biologie
L'UE de mathématiques de L1

Outils mathématiques : 1- Études de fonctions, notion de dérivée, notion de limite, tracé de graphes de fonctions. 2- Résolution théorique de quelques équations différentielles simples suivie de l'apprentissage de la méthode de résolution qualitative (points d'équilibre, solution stationnaire, diagramme de phase) et application de cette méthode à des équations différentielles quelconques. 3- Résolution qualitative de systèmes de 2 équations différentielles (points d'équilibre, isoclines, diagramme de phase).
Application à la modélisation en Biologie : Apprendre à écrire la ou les équations différentielles décrivant la dynamique d'un phénomène biologique (évolution d'une population, cinétique d'une réaction chimique, ...), étudier la ou les équations obtenues grâce aux outils mathématiques précédemment développés, interpréter biologiquement les conclusions mathématiques.

OAV1. Modéliser un phénomène biologique par des fonctions dépendantes du temps, en utilisant des équation(s) différentielle(s).
OAV2. Résoudre mathématiquement des équations différentielles.
OAV3. Identifier mathématiquement et graphiquement les conditions d’équilibre d’un système d'équations différentielles.
OAV4. Interpréter biologiquement l’étude mathématique d’équations ou de systèmes différentiels.
OAV 5 : Aborder la linéarisation d’un système différentiel.

Cette UE se présente sous forme de cours intégré, les équations différentielles sont tout d'abord abordées par des enseignants mathématiciens et permettent aux étudiants de s'entrainer à la résolution d'équations différentielles. Dans un second temps, des enseignants biologistes interviennent afin d’illustrer la diversité des problèmes biologiques pouvant être modélisés par des équations différentielles. Lors de ces séances, l'accent est davantage mis sur la modélisation d'un énoncé biologique en équation mathématique. Après le partiel, le semestre se poursuit en abordant les systèmes d’équations différentielles, toujours avec la même méthode : mathématiquement puis en modélisant des problèmes biologiques. Des feuilles wims et des rédactions d'exercices comptant pour le contrôle continu sont proposés tout au long du semestre (résoudre des équations et modéliser des problèmes biologiques). Pour l’évaluation de la partie biomaths, un travail sous forme de projet à réaliser en petits groupes et l’énoncé de l’examen terminal est du même type que ce projet.

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, 7ème édition (2024).
"Basic Immunology : Functions and Disorders of the Immune System", ed. Saunders, 5th edition (2020).
"Principles of Virology", ed. American Society for Microbiology; 5ème édition (2020)

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

L2 level knowledge in formal genetics and Molecular Biology

This course aims at describing what genetical analysis can bring to the understanding of any biological question. Methods for genetical analysis in eucaryotes and procaryotes will be taught, as well as the specifics of Human Genetics. The following approaches will be taught: screens in model systems; the significance of exceptions to complementation assay; biological significance of loss- and gain-of-function mutants, haplo-insufficiency. Genetic interactions: 1- suppressors, molecular interactions, functional redundancy; 2- Additivity, synergy, synthetic phenotypes, co-lethality; 3- epistasis, mapping functional pathways.
Human Genetics: simple and complex transmission of familial traits. Mapping, molecular markers, haplotyping, linkage analysis, sequencing. Mutations and polymorphism.

At the end of this course, the student will be able to :
OAV1. Remobilise the notions of Mendelian and bacterial genetics.
OAV2. Distinguish the different types of DNA lesions, their origins and differentiate the main DNA repair mechanisms. Deduce their impact in the emergence of mutations. To explore the relationship between the molecular nature of a mutation and the associated phenotype (heat sensitivity, cryosensitivity, loss/gain of function, polar mutation).
OAV3. Develop and exploit different strategies for isolating mutants.
OAV4. Establish a Genetic Mapping. Calculate a genetic distance and be aware of the limits of the methods used (tetrad analysis, three-point test).
OAV5. Explore the different gene interactions (exceptions to the functional complementation assay, epistasis, suppressions, synthetic aggravation). Formulate hypotheses regarding to the functional relationships that gene interactions imply in order to build gene networks.
OAV6. Apply the notions acquired in formal genetics to human genetics by discussing the future challenges of medicine.
OAV7. Communicate in English, using genetics as a subject of discussion.

Teaching is carried out through theoretical lessons concerning either revisions or new concepts. The tutorials are interspersed to reinforce and apply the concepts to specific examples.

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)

Version Française :
Connaissances de base en Génétique, notamment conjugaison bactérienne, transformation bactérienne, et notions sur les éléments génétiques mobiles.

Version Anglaise :
Basic knowledge in Genetics, including bacterial conjugation, bacterial transformation, and notions on mobile genetic elements.

Version Française :
Cette UE pratique enseignée en partie en anglais consiste à adopter une démarche de génétique formelle chez les bactéries, en s’appuyant sur un exemple de régulation génique impliquée dans le catabolisme du maltose. Les objectifs sont de caractériser phénotypiquement des mutants affectés dans le régulon maltose, de définir si les mutations engendrent un effet polaire ou non, et d’identifier le gène muté par une approche de cartographie génétique, en utilisant la conjugaison bactérienne et la complémentation fonctionnelle par transformation bactérienne.
Cette UE pratique permet d’approfondir sous un angle expérimental, les notions abordées dans les Cours et TD de génétique bactérienne de l’UE "Genetics".

English Version :
This practical course taught partly in English consists in adopting a formal genetic approach in bacteria, using an example of gene regulation involved in the catabolism of maltose. The objectives are to phenotypically characterize affected mutants in the regulation of maltose catabolism, to define whether or not the mutations generate a polar effect, and to identify the mutated gene by a genetic mapping approach, using bacterial conjugation and functional complementation by bacterial transformation.
This practical course provides an opportunity to explore the concepts covered in the lectures on bacterial genetics in the “Genetics” course, from a more experimental point of view.

Version Française :
À l’issue de cet enseignement, l’étudiant sera capable de :
OAV1. Définir ce qu’est un opéron, un régulon, une mutation polaire et expliquer les conséquences d’une telle mutation sur l’expression de gènes organisés en opéron.
OAV2. Expliquer et schématiser les processus de conjugaison bactérienne et de complémentation fonctionnelle par transformation.
OAV3. Réaliser des tests de génétique bactérienne (par conjugaison et transformation bactériennes) pour identifier les gènes mutés, en choisissant judicieusement le génotype des souches/des plasmides à utiliser, en définissant les modes de sélection. Concevoir les différentes étapes de mutagenèse par transposition mises en place pour obtenir des mutants, ainsi que les cribles permettant d’isoler les mutants d’intérêt.
OAV4. Proposer des expériences permettant de tester les hypothèses émises, analyser les résultats de conjugaison bactérienne et de complémentation fonctionnelle par transformation bactérienne, les interpréter.
OAV5. Présenter sa démarche scientifique et discuter ses résultats de manière critique et argumentée, en utilisant le vocabulaire adapté en anglais.

English Version :
At the end of this course, the student will be able to :
OAV1. Define what is an operon, a regulon, a polar mutation and explain the consequences of such mutation on the expression of genes organized into operons.
OAV2. Explain and illustrate the bacterial conjugation and functional complementation processes by bacterial transformation.
OAV3. Perform bacterial genetic tests (using bacterial conjugation and transformation) to identify mutated genes, carefully choosing the genotype of the strains/plasmids to be used and defining the selection methods. Design the various steps of transposon mutagenesis used to obtain mutants, as well as the screens used to isolate mutants of interest.
OAV4. Propose experiments to test the hypotheses put forward, analyze the results of bacterial conjugation and functional complementation by bacterial transformation and interpret them.
OAV5. Present its scientific approach and discuss its results critically and in a well-argued manner, using appropriate vocabulary in English.

Version Française :  
L’enseignement s’articule autour de travaux pratiques qui sont complétés par des notions théoriques en rapport avec les expériences réalisées.  
En début de séance, des discussions de groupe en anglais permettent de faire le point sur l’avancée des expérimentations et sur l’analyse des résultats obtenus et d’établir la démarche scientifique à adopter pour avancer. Les étudiants sont ainsi formés aux techniques expérimentales et sont mis en situation de « Recherche ». Cet exercice permet de former les étudiants à la communication orale en anglais, et développe leur esprit de synthèse et leur esprit critique.

Lors de la dernière séance, les étudiants devront également retrouver et proposer le protocole de mutagenèse et de sélection qui a permis d’isoler les mutants qu’ils ont étudiés, lors de discussions de groupe en anglais.

English Version :  
The teaching is structured around practical work which is supplemented by theoretical notions related to the experiments carried out.
At the beginning of each session, group discussions in English aims to evaluate the progress of the experiments and to discuss about the results obtained and to establish the scientific approach to be adopted in order to move forward. The students are thus trained in experimental techniques and are placed in a "Research" situation. This exercise trains the students in oral communication in English, and develops their synthesis and critical thinking skills.

During the last session, the students will also propose the mutagenesis and selection protocol used to isolate the mutants they studied, during group discussions in English.

Décrire et schématiser l’organisation d’un Vertébré (Xénope) et d’une plante à fleurs (Arabette) à différentes échelles, en mettant en évidence les symétries et polarités (L1S2).
Décrire les grandes étapes de leur développement embryonnaire et post-embryonnaire, et les enjeux de ces étapes (L1S2, L2S4).
Différencier quelques modalités de morphogenèse à l’échelle cellulaire : division cellulaire, migration, expansion cellulaire, différenciation (L2S4).
Décrire la structure et l’expression d’un gène eucaryote en identifiant les différents niveaux de sa régulation (e.g. transcriptionnelle et post-traductionnelle) et les acteurs moléculaires clé (e.g. RNA polymérase, facteur de transcription spécifique...) (L1S1, L2S4 et L3S5).
Décrire le concept d’une voie de signalisation impliquant les étapes ligand-récepteur-second messager-réponses cellulaires en l’illustrant au moins d’un exemple (L2S4 et L3S5).

Cet enseignement doit permettre aux étudiants  :

1. D’acquérir une compréhension intégrée des processus fondamentaux du développement chez les animaux et les végétaux, en mettant l’accent sur la mise en place des axes embryonnaires, la régionalisation tissulaire, le maintien des cellules souches et le rôle des signaux moléculaires et environnementaux.
2. D’explorer les différentes approches qui permettent d’analyser les processus du développement, depuis les méthodes classiques (greffes, ablations, analyse de mutants) jusqu’aux outils modernes d’altération de l’expression génique (ARN interférent, morpholinos, transgénèse, CRISPR/Cas9) et d’études spatio-temporelles de l’expression génique (gènes rapporteurs, hybridation in situ, immuno-détection).
3. De connaître et maîtriser certains des outils expérimentaux utiles dans ce domaine.

Programme détaillé :
Cours (17h) :
Développement animal – Modèle Drosophile (6h)
Développement animal – Modèle Vertébrés (5h)
Développement végétal – Modèle Plantes à fleurs (6h)

TD (15h30) :
Méthodologies couramment utilisées en génétique du développement
Bio-informatique
Réseau génétique et cascade de segmentation moléculaire I
Réseau génétique et cascade de segmentation moléculaire II
Dissection de séquences régulatrices d’un gène de développement
Approches Evo/Devo : étude des gènes homéotiques
Signalisation et développement végétal : exemple de SHR et SCR
Photomorphogenèse
La régionalisation du système nerveux embryonnaire
Régionalisation antéro-postérieure du bourgeon de membre

TP (12h30) :
TP-BA (2x3h) : Ovogenèse chez la Drosophile : Étude et caractérisation d’un phénotype affectant la fertilité à l’aide d’un gène rapporteur lacZ
TP-BV (3h + 3h30) : Signaux hormonaux : Effets sur le développement de l’Arabette

Au terme de cet enseignement, l’étudiant ou l'étudiante sera capable de :
OAV1. Décrire et comparer les grandes étapes du développement chez différentes espèces modèles animales (Drosophile, Xénope, Poulet) et végétale (Arabette). Utiliser les approches de biologie évolutive du développement (évo/dévo) pour expliquer l’apparition et/ou l’évolution de caractères clés au sein des métazoaires et des plantes à fleurs (gènes homéotiques).
OAV2. Décrire et expliquer, à différentes échelles (moléculaire et cellulaire) et chez plusieurs modèles (animal et végétal), la mise en place des axes principaux, de la segmentation et de la régionalisation de l’embryon. Expliquer les notions d’information de position, de centre organisateur, et de contrôle spatio-temporel de l’expression génique. Illustrer, à l’aide de 2 exemples, la régionalisation tissulaire chez les animaux (induction du tissu neural et mise en place du bourgeon de membre). 
OAV3. Décrire de façon intégrée les mécanismes moléculaires impliqués chez les végétaux dans le maintien des cellules souches au sein des méristèmes apicaux. Détailler les caractéristiques des voies de signalisation du développement post-embryonnaire végétal vues en cours : signaux hormonaux et environnementaux (lumière).
OAV4. Décrire les techniques couramment utilisées en biologie du développement (greffe, ablation, hybridation in situ, immuno-détection, détection de gènes rapporteurs, fusions protéiques, marqueurs fluorescents). Maitriser les principales applications des techniques d’altération de l’expression génique (transgènes, petits ARN interférents et morpholinos, knock-out, CRISPR/Cas9). et choisir la/les techniques appropriées pour répondre à des questions de développement. Utiliser les bases de données du centre de ressource NCBI et des outils simples d’analyse de séquence pour construire la structure de l’unité de transcription d’un gène eucaryote.
OAV5. Appliquer un protocole expérimental pour réaliser, à l’aide d’outils appropriés, des observations et/ou des mesures. Analyser, interpréter et discuter les résultats obtenus. Rédiger un compte-rendu écrit suivant le format d’un article scientifique.
OAV6. Décrire et interpréter des résultats expérimentaux, modéliser une cascade de régulation génétique sous forme de schémas, dans le contexte d’un organisme en développement, en tenant compte de l’espace et du temps. Formuler des hypothèses à partir de ces analyses et proposer des expériences permettant de tester ces hypothèses.

L’UE est organisée en 3 blocs thématiques : 1) Développement animal – Modèle Drosophile, 2) Développement animal – Modèle Vertébrés, et 3) Développement végétal – Modèle Plantes à fleurs. Chaque bloc comporte une partie de cours, complétée par plusieurs TD visant à illustrer les connaissances théoriques sur des exemples précis, et des TP. Un quizz sur la gastrulation aura lieu au début de la partie Modèle Vertébrés, de façon à vérifier les acquis sur ce point, avant de passer au développement du système nerveux.
L’évaluation de l’UE comporte 2 comptes rendus de TP notés 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).

Biologie du développement : les grands principes par Lewis Wolpert et al., Dunod (2017)
Biologie végétale : croissance et développement par JF Morot-Gaudry et al., Dunod (2021)

L1-L2 de biologie
L'UE de mathématiques de L1

Outils mathématiques : 1- Études de fonctions, notion de dérivée, notion de limite, tracé de graphes de fonctions. 2- Résolution théorique de quelques équations différentielles simples suivie de l'apprentissage de la méthode de résolution qualitative (points d'équilibre, solution stationnaire, diagramme de phase) et application de cette méthode à des équations différentielles quelconques. 3- Résolution qualitative de systèmes de 2 équations différentielles (points d'équilibre, isoclines, diagramme de phase).
Application à la modélisation en Biologie : Apprendre à écrire la ou les équations différentielles décrivant la dynamique d'un phénomène biologique (évolution d'une population, cinétique d'une réaction chimique, ...), étudier la ou les équations obtenues grâce aux outils mathématiques précédemment développés, interpréter biologiquement les conclusions mathématiques.

OAV1. Modéliser un phénomène biologique par des fonctions dépendantes du temps, en utilisant des équation(s) différentielle(s).
OAV2. Résoudre mathématiquement des équations différentielles.
OAV3. Identifier mathématiquement et graphiquement les conditions d’équilibre d’un système d'équations différentielles.
OAV4. Interpréter biologiquement l’étude mathématique d’équations ou de systèmes différentiels.
OAV 5 : Aborder la linéarisation d’un système différentiel.

Cette UE se présente sous forme de cours intégré, les équations différentielles sont tout d'abord abordées par des enseignants mathématiciens et permettent aux étudiants de s'entrainer à la résolution d'équations différentielles. Dans un second temps, des enseignants biologistes interviennent afin d’illustrer la diversité des problèmes biologiques pouvant être modélisés par des équations différentielles. Lors de ces séances, l'accent est davantage mis sur la modélisation d'un énoncé biologique en équation mathématique. Après le partiel, le semestre se poursuit en abordant les systèmes d’équations différentielles, toujours avec la même méthode : mathématiquement puis en modélisant des problèmes biologiques. Des feuilles wims et des rédactions d'exercices comptant pour le contrôle continu sont proposés tout au long du semestre (résoudre des équations et modéliser des problèmes biologiques). Pour l’évaluation de la partie biomaths, un travail sous forme de projet à réaliser en petits groupes et l’énoncé de l’examen terminal est du même type que ce projet.

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

Aucun pré-requis.

Avec comme fil conducteur les relations phylogénétiques entre les taxons, la diversité biologique est mise en relation avec des mécanismes et des scénarios évolutifs. Les méthodologies propres à ce domaine sont d’abord vues : construction de phylogénies, analyse de caractères sur une base phylogénétique, concepts permettant de lier évolution moléculaire et phénotypique. Des exemples sont ensuite discutés en utilisant des supports écrits, des supports audiovisuels et de la recherche dans des bases de données.

OAV1. Reformuler un problème biologique en prenant en compte la dimension évolutive.
OAV2. Savoir choisir les concepts évolutifs pertinents par rapport au problème à traiter.
OAV3. Répondre à un problème biologique en utilisant l'information évolutive disponible.
OAV4. Savoir apprécier les échelles de temps et replacer l’origine évolutive de grands groupes taxinomiques.
OAV5. Comprendre la relation entre l'évolution et le développement : l'évo-dévo.
OAV6. Comprendre la relation entre l'écologie, l'évolution et le développement : l'éco-évo-dévo.
OAV7. Savoir construire, lire et interpréter un arbre phylogénétique d'espèces.
OAV8. Savoir construire, lire et interpréter un arbre phylogénétique de gènes.
OAV9. Savoir reconnaître des gènes homologues et déterminer s’ils sont des orthologues, paralogues ou ohnologues.
OAV10. Comprendre et calculer le taux de substitutions au cours de l'évolution d'un gène.
OAV11. Savoir identifier sur un arbre phylogénétique les homologies primaires et secondaires ainsi que les homoplasies.
OAV12. Décrire les interactions durables entre organismes et leurs conséquences évolutives (coévolution, eusocialité).
OAV13. Connaitre les grandes étapes de l'évolution de la lignée humaine et savoir les placer dans le temps.
OAV14. Comprendre et expliquer l'origine de la diversité morphologique et culturelle chez l'homme.
OAV15. Comprendre l'origine de la sexualité et ses différentes modalités.

L'UE est construite autour de cours dont les éléments principaux sont mis en oeuvre au cours de 6 TD et 1 TP de bioinformatique. Deux de ces TD sont des commentaires autour de films traitant des concepts vus en cours. Les étudiants sont entraînés à être critiques sur ce qui est présenté comme des évidences.

Dans le champ de l’écologie, cette UE est centrée sur les niveaux d’organisation biologique que sont les écosystèmes et la biosphère.
L’objectif de cette UE est de présenter les concepts fondamentaux du fonctionnement des écosystèmes et de la biosphère, de définir et étudier les notions de flux de matière et d’énergie, de structuration des écosystèmes, de cycles des éléments (carbone, azote, phosphore et oxygène) et de l’eau, et de bilan énergétique. À l’échelle des écosystèmes, l’UE portera plus particulièrement sur la genèse des sols et les interactions sol – végétation.
Ces concepts sont abordés en cours, par des travaux pratiques en salle de TP et lors de sorties sur le campus.

À l’issue de cette UE, les étudiant·e·s seront en mesure de :
OAV1. Définir et décrire les cycles biogéochimiques du C, N, P et de l’eau à l’échelle de l’écosystème et de la biosphère.
OAV2. Décrire et expliquer les flux qui contribuent au bilan d’énergie d’un écosystème et de la terre.
OAV3. Décrire les flux d’énergie et de matière au sein des écosystèmes et expliquer comment les facteurs abiotiques les impactent.
OAV4. Décrire la formation et la structure d’un sol et son évolution ainsi qu’associer et nommer les communautés végétales aux différents types de sol.
OAV5. Mobiliser des concepts et outils des mathématiques, de la physique et de la chimie dans le cadre des problématiques d’écologie des écosystèmes.

L'UE Ecologie des écosystèmes comporte 45 heures d'enseignement réparties entre des cours magistraux (22h30), des travaux pratiques (21h avec 7 séances de 3h) et une séance de travail en autonomie (1h30).
L’UE est évaluée par un contrôle continu comptant pour 35% de la note finale et un examen final portant sur l'ensemble des enseignements (65% de la note finale). Le contrôle continu est constitué de comptes-rendus de TP et d’un examen en salle sur les TP en milieu de semestre.

- Avoir des connaissances en biologie moléculaire, sur la structure de l'ADN, le code génétique, la réplication, la transcription (systèmes eucaryote et procaryote), la traduction
- Être en mesure de différencier la structure et le modèle d'expression d'un gène eucaryote de celui d'un gène procaryote.
- Avoir suivi l’UE de Biochimie du L2, ou équivalent.

1. Décrire les processus dynamiques de remodelage de la structure de la chromatine 
2. Schématiser la structure d’un gène, l'orienter sur le génome et décrire la structure de l'ARN produit
3. Décrire les techniques de biologie moléculaire pour l’analyse de l’ADN (PCR, séquençage sanger et haut débit) et de l’ARN (RT-PCR semi-quantitative et quantitative, RNAseq)
4. Définir les principes de la transgenèse animale et végétale
5. Décrire à quoi correspondent les marqueurs moléculaires de type microsatellites, SNP, RFLP, CAPS et expliquer leur utilité
6. Déterminer le génotype d’un individu ainsi que les relations de parenté entre individus à partir de l’analyse des marqueurs moléculaires (par exemple microsatellites) 
7. Décrire la structure des protéines, donner des exemples de classes de protéines (structurales, membranaires, enzymes…)
8. Décrire les méthodes et retrouver les principes des techniques nécessaires à l’étude des différents niveaux d’organisation des protéines 
9. Décrire les caractéristiques principales du métabolisme cellulaire, décrire une pathologie associée à son dysfonctionnement
10. Analyser un article scientifique.

OAV1 : Décrire l'organisation des génomes et définir la notion de gène chez les procaryotes et les eucaryotes
OAV2 : Décrire les outils de la biologie moléculaire couramment utilisées en Biologie des Organismes et Ecologie et interpréter les résultats expérimentaux obtenus par ces techniques
OAV3 : Décrire et analyser le polymorphisme moléculaire
OAV4. Acquérir des connaissances fondamentales sur l’organisation structurale des macromolécules biologiques et sur les outils/techniques de biochimie permettant d’étudier ces macromolécules.
OAV5. Connaître les bases du fonctionnement des protéines et enzymes.
OAV6. Connaître les bases indispensables à une compréhension globale du métabolisme énergétique cellulaire.
OAV7. Décrire, analyser et interpréter des documents dans l’optique d’acquérir une démarche expérimentale.

L'UE BBME a pour objectif de maitriser les outils associés aux analyses de l’organisation structurale et du fonctionnement des macromolécules biologiques afin d'être capable d’expliquer et d’interpréter des résultats expérimentaux en biologie des organismes et Ecologie. L'UE comporte 45 heures d'enseignements réparties entre des cours magistraux (25 heures), des travaux dirigés (18 heures) et 2 heures de TP de bioinformatique. Elle est évaluée par des contrôles continus (15% de la note finale) et un examen général portant sur l'ensemble du cours (85% de la note finale).

- Biologie Moléculaire - Exercices Et Méthodes - Licence - Paces - Capes - Bourmeyster Nicolas, Dunod.
- Principes des techniques de biologie moléculaire et génomique : 3e édition. Denis Tagu, Stéphanie Jaubert-Possamai, Agnès Méreau.
- https://dnalc.cshl.edu/resources/animations/
- Biologie moléculaire de la cellule - Bruce Alberts et collaborateurs
- La Biochimie – Lubert Stryer

Aucun pré-requis obligatoire. Connaissances générales sur les plantes conseillées.

Programme de l'enseignement :

 Diversité et évolution des grands clades de plantes terrestres
 Synthèse comparée des cycles de reproduction
 Adaptations à la dispersion et la pollinisation
 Pourquoi/comment classer les plantes - aperçu des principales familles
 Interactions symbiotiques chez les plantes
 Origine et diversité des algues

Les grands chapitres du cours :
Chapitre I – Les Bryophytes
Chapitre II – Les Monilophytes et les Lycophytes
Chapitre III – Les Gymnospermes
Chapitre IV –Les Angiospermes
IV – 1 – Morphologie et anatomie
IV – 2 – Reproduction
IV – 3 – Classification
IV – 4 – Floristique
Chapitre V – Les algues
Chapitre VI – Les interactions symbiotiques
Chapitre VII – Le MOOC Herbes Folles

Chaque chapitre comporte une partie de cours et des travaux pratiques d’application.

Objectifs d’apprentissage visés :
OAV1. Replacer les organismes photosynthétiques dans l’arbre du vivant et rappeler leur origine, énumérer les différents clades de plantes terrestres et décrire les relations phylogénétiques entre ces clades.
OAV2. Observer et décrire la morphologie d’une plante ou d’une algue, et identifier le grand groupe auquel elle appartient d’après ses caractéristiques morphologiques ; schématiser son cycle de reproduction.
OAV3. Décrire les différents systèmes de pollinisation et de dispersion (des graines).
OAV4. Décrire les interactions mutualistes établies par les plantes au niveau de leur système racinaire.
OAV5. Choisir des appareillages optiques et des outils de dissection adaptés, retranscrire des observations sous la forme de dessins et de schémas légendés pour expliquer le rôle des structures biologiques observées et les comparer entre elles.
OAV6. Rechercher et synthétiser des données de la littérature pour produire une fiche descriptive d’une famille ou d’une espèce botanique et communiquer à l’oral, en lien avec un MOOC.

L'UE Botanique comporte 45 heures d'enseignement réparties entre des cours magistraux (18 heures) et des travaux pratiques (9 séances de 3 heures chacune).
Elle est évaluée par un contrôle continu (30% de la note finale : interrogations de 10 minutes pendant les séances de TP 3, 5, 7, 9), un questionnaire sur le MOOC Herbes Folles (20% de la note finale) et un examen général portant sur l'ensemble du cours (50% de la note finale).
Des quiz sont proposés pendant les cours ou les TP pour faire des points rapides sur les connaissances (auto-évaluation). Des points presse sont proposés pendant les cours et les TP pour faire le lien entre l'actualité scientifique et le chapitre traité.

Initiation à la botanique pour le grand public : les vidéos du MOOC Botanique de Tela Botanica
https://www.youtube.com/playlist?list=PLCOZN0d_687cX1o6_hhjow9pRIIImipeP

Les enseignements du module se repartissent en 22,5h de cours et 22,5h de TP.

PROGRAMME :
Liens structure des communautés et flux dans les réseaux trophiques (COURS 3h)
Biogéo insulaire, compétition et prédation, réseaux trophiques, crise Biodiversité, écologie de la conservation (COURS 7,5h)
Relations interspécifiques, foraging ecology, comportement prédation (COURS 3h)
Écologie aquatique (COURS 3h, TP 3h)
Isotopes stables (COURS 3h, TP isotopes stables et réseaux trophiques 3h)
I2M2 (COURS 1,5h, TP 3h)
Microbio (COURS 1,5h, TP 3h)
Réponse fonctionnelle + dynamique des communautés (TP 6h)
Bilan hydrique BV (TP 4,5h)

À l’issue de cette UE, les étudiant·es seront capables de :
OAV1. Expliquer comment les interactions plurispécifiques structurent les communautés.
OAV2. Montrer les liens entre structure des communautés et flux de matières et d’énergie en utilisant différentes approches (interaction entre organismes, isotopes stables).
OAV3. Justifier comment la crise de la biodiversité affecte le fonctionnement des communautés et des écosystèmes.
OAV4. Identifier les processus fondamentaux du fonctionnement des écosystèmes aquatiques de l’échelle des communautés à celle du bassin versant et réaliser un diagnostic de l’état d’un écosystème aquatique.
OAV5. Mobiliser des concepts et outils des mathématiques, de la physique et de la chimie dans le cadre des problématiques d’écologie des communautés et des écosystèmes.

Définition des concepts fondamentaux de génétique des populations (pressions évolutives et régime de reproduction). Implication de ces concepts pour comprendre l’origine et la dynamique de la biodiversité et appréhender comment les mécanismes évolutifs rendent possible, mais aussi contraignent, l’adaptation des espèces aux changements de l’environnement. Illustration en biologie de la conservation, épidémiologie, génétique humaine et agronomie.

OAV1. Définir les concepts fondamentaux en génétique des populations et les illustrer.
OAV2. Prédire l’évolution de la composition génétique d’une population en fonction des pressions évolutives et du régime de reproduction.
OAV3. Construire une réponse rigoureuse et argumentée à une question posée.
OAV4. Formuler des hypothèses crédibles et argumentées pour expliquer la composition génétique observée d’une population.
OAV5. Traduire sous forme mathématique une problématique de génétique des populations puis la résoudre en mobilisant des outils mathématiques.

Les notions vues en cours seront travaillées en TD. Un TD en salle informatique, permettra de simuler l'évolution génétique d'une population. Des exercices wims seront à la disposition des étudiants pour pouvoir revoir les notions importantes en autonomie. Une visite au muséum national d'histoire naturelle sera organisée.

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.

Cet enseignement a pour objectif d’apporter aux étudiants les principales notions nécessaires à la création d’une entreprise/d’un labo en mode projet sur la base d’une idée initiée par leurs soins. Le projet est mené en équipe, avec comme fil conducteur, la clarification du besoin avec une étude de marché, l’identification des principaux acteurs, la construction du business modèle, la démarche marketing autour du produit ou du service et une présentation générale sous la forme d’un oral en groupe.

Lancer et structurer une idée en mode projet, Formuler un besoin à l’écoute d’un marché, en identifiant les facteurs clés de succès, Définir une démarche marketing, Définir et construire un business modèle, Présenter le sujet devant un jury.

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.

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

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

Au cours de cet enseignement les étudiants vont explorer l’éthique à travers les domaines de la science du vivant, de la vie en société, de l’entreprise. L’objectif est de les amener à formuler une démarche et un raisonnement structuré sur un sujet de société avec des impacts sur les domaines identifiés. En groupe, le but est de prendre position et de la défendre oralement devant un jury.

Identifier une idée collectivement ; Construire et défendre une idée en interne dans son groupe et en externe devant un jury ; Mesurer les impacts de l’idée sur la société ; Communiquer et convaincre oralement.

Cet unite´ aura pour but d'interroger les e´tudiants oralement sur le socle de leurs connaissances en biologie. Chaque e´tudiant(e) devra exposer l'e´tendue de ses connaissances sur une question en biologie vue lors du magiste`re ou bien normalement acquise les anne´es pre´ce´dentes. Il/Elle sera ensuite interroge´(e) par les enseignants.

Cet enseignement permettra a l'e´tudiant(e) de renforcer son socle de connaissances en biologie mais aussi de de´velopper son esprit de synthese et ses compe´tences en communication orale.

Le stage sera effectue´ dans un laboratoire de recherche ou une entreprise (secteur public ou prive´) sur des sujets de recherche fondamentale ou applique´e. La the´matique est choisie en fonction du projet professionnel de l'e´tudiant. Apres validation du sujet par le responsable, chaque e´tudiant sera suivi par un enseignant-re´fe´rent qui veillera au bon de´roulement du stage et participera au jury d'e´valuation du rapport et de la soutenance orale du stage. L'objectif est d'acque´rir, au travers de compe´tences nouvelles, une certaine spe´cificite´ qui pourra e^tre valorise´e dans la suite du cursus. Au cours de cette pe´riode, l'e´tudiant devra faire la preuve de son adaptabilite´ et des ses faculte´s a re´pondre a` un besoin professionnel.

Autonomie, gestion de temps et de moyens, re´daction de rapport et pre´sentation orale.

Les étudiants vont choisir une action citoyenne qu’ils vont développer tout au long de l’année en utilisant leurs compétences et leurs connaissances scientifiques. L’objectif est de participer activement à des problématiques issues de nos sociétés et d’apprendre à suivre les contraintes posées par un travail en collectivité.

A l’issue de cet enseignement, l’étudiant sera capable de : OAV1 : Rechercher des informations scientifiques sur des problématiques sociétales. OAV2 : Exploiter ses connaissances scientifiques pour comprendre des problématiques sociétales OAV3 : Exercer son esprit critique OAV4 : S’investir dans une action collective. OAV5 : Travailler en groupe

En début d’année, les étudiants vont choisir une action citoyenne dans laquelle ils vont s’investir tout le long de l’année. Ces actions sont proposées soit par les enseignants soit par les étudiants. Il peut s’agir d’aide aux devoirs auprès de collégiens (en lien avec des associations telles que ZUPdeCO qui est soutenue par le Ministère), d’évènements de communication tels qu’une conférence ou un débat, d’actions scientifiques dans le cadre du rayonnement de l’université Paris-Saclay (par exemple iGEM, activité à la MISS, "Sciences pour tous", "Fête de la science"…).

Être à l'aise avec l'utilisation basique d'un ordinateur et d'internet

Cet enseignement a pour objectif d’initier les étudiant·es aux problématiques sous-jacentes à l'analyse de données. Des exemples tirés de la biologie seront recherchés pour illustrer les notions théoriques présentées en cours. Une discussion sera ouverte au sujet de l’utilisation des algorithmes d’intelligence artificielle pour les sciences de la vie et de leur potentialité.

Comprendre les différentes facettes du métier de « data scientist » ; Rechercher des données et/ou informations utiles pour l’étude d'une problématique scientifique ;
Evaluer la plus-value de l'usage des méthodes de statistiques inférentielle ; Comprendre les principes de bases des méthodes d'intelligence artificielle ; Utiliser les IA génératives dans le contexte d'un projet de recherche.