LDD3 Mathématiques, Sciences de la vie

axiomes des probabilités
variables aléatoires réelles, caractérisations de leurs lois par la fonction de répartition, définition des variables aléatoires discrètes et à densité
lois de probabilités usuelles : Bernoulli, binomiale, binomiale négative géométrique, Poisson, uniforme, gaussienne, exponentielle, gamma, Cauchy…
transformations de variables aléatoires par la méthode de la fonction muette
simulation par inversion de la fonction de répartitition
espérance, variance, moments
couples et vecteurs aléatoires, indépendance et corrélation
suites de variables aléatoires et convergences
loi des grands nombres, théorème central limite
vecteurs gaussiens

Maîtriser les outils mathématiques permettant de traiter un grand nombre de problèmes du domaine des probabilités.

Fonctions d’une variable : dérivabilité, égalité des accroissements finis, courbes paramétrées.
Espace vectoriel normé : norme et produit scalaire ; distance, ouverts et fermés ; convergence des suites, continuité des fonctions ; compacité, équivalence des normes dans R^n.
Différentiabilité des fonctions de R^n dans R^p ; dérivées partielles, jacobiennes ; différentielles des fonctions composées ; théorèmes des accroissements finis, fonctions C^1 ;
Théorème d’inversion locale ; Théorème des fonctions implicites ; Hypersurface de R^n ;
Différentielles et dérivées partielles d’ordre supérieur ; fonctions C^k ; matrice hessienne ; formule de Taylor ;
Extremums des fonctions de R^n dans R ; condition nécessaire et suffisante d’extremum ; cas des fonctions convexes ; extremums liés et multiplicateurs de Lagrange.

Manipuler les fonctions de plusieurs variables, comprendre la notion de différentielle, connaître et comprendre les théorèmes fondamentaux (inversion locale, fonctions implicites), acquérir les outils de base pour l’étude de problèmes d’optimisation.

Rappels sur l’intégrale de Riemann et les limites de suites de fonctions.
Intégrale de Lebesgue sur R, théorèmes de convergence monotone et de convergence dominée, exemples de fonctions intégrables, intégrales dépendant d'un paramètre.
Intégrale de Lebesgue sur R^d (généralisation de la construction précédente), théorème de Fubini, changement de variable.
Espaces L¹ et L². Présentation de la convolution et de la transformée de Fourier sur L¹.

Maîtriser la notion d’intégrabilité ainsi que les propriétés de l’intégrale de Lebesgue. Savoir appliquer les grands théorèmes de l’intégrale de Lebesgue (convergence monotone et dominée, intégrale à paramètre, Fubini, changement de variable).

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. Définition des concepts fondamentaux en génétique quantitative. Illustration en biologie de la conservation, épidémiologie, génétique humaine et agronomie. Réalisation d’un mini-projet en binôme pour illustrer la dérive génétique.

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

Séances cours/TD intégré, mini projet.

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)

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

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.

Rappels sur les espaces vectoriels normés et de Banach Espace préhilbertien, inégalité de Cauchy-Schwarz, orthogonalité, projection sur un convexe complet Espace de Hilbert, dual d'un espace de Hilbert, théorème de Riesz, base hilbertienne.

Se familiariser avec la notion d'espace de Hilbert qui généralise celle d'espace euclidien en dimension infinie

Pré-requis : Topologie de R^N, compacité, application contractante, intégration numérique.

Théorie des Equations différentielles ordinaires (EDO).
EDO du premier ordre linéaire et à variables séparées. EDO d’ordre supérieur et systèmes d’EDO.
Théorème de Cauchy-Lipschitz, Théorème des bouts, Continuité de la solution vis-à-vis des paramètres.
Exercices sur des résolutions d’EDO, calcul de temps d’existence, propriétés des solutions.
Schémas numériques pour les EDOs : étude des méthodes à un pas, notion de convergence (consistance, stabilité et convergence, ordre des schémas).
Travaux dirigés sur ordinateurs avec programmation en python.

Comprendre ce qu’est une EDO et savoir représenter les champs de vecteurs, portraits de phase et les solutions pour différentes données et paramètres. Comprendre et savoir appliquer les principaux résultats d’analyse concernant l’existence, l’unicité et la régularité des solutions. Maîtriser les outils permettant de résoudre exactement les edo linéaires et à variables séparées. Maîtriser les outils d’analyse numérique et de calcul scientifique pour résoudre numériquement une edo et étudier les propriétés de convergence de la solution approchée vers la solution exacte.

Différentes méthodes de résolution de systèmes linéaires seront étudiées : les méthodes directes par décomposition LU et QR, les méthodes itératives de type Jacobi, Gauss-Seidel, relaxation.
Différentes méthodes de recherche de valeurs propres et de vecteurs propres seront également étudiées, notamment dans le cas particulier des matrices symétriques.
La notion de conditionnement sera évoquée afin de comprendre le comportement des erreurs numériques.
Toutes ces notions seront appliquées en particulier à la matrice obtenue par discrétisation de l’opérateur Laplacien en dimension un par la méthode des différences finies.

Acquérir les outils mathématiques d’analyse numérique matricielle notamment les différents algorithmes de décompositions de matrices, les méthodes de résolution de systèmes linéaires et de problèmes aux valeurs propres.

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

L'UE consiste à concevoir un projet de recherche innovant. Pour cela, l'étudiant·e identifie un article de recherche en lien avec ses intérêts scientifiques. Cet article sert de base à la réflexion du projet. Celui-ci est formalisé sous la forme d'un texte écrit et d'une courte vidéo.

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

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

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’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)

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)

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

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

Attendus de l'UE Langue-Anglais4 : Niveau B2+/C1 dans les 5 compétences linguistiques.

ANGLAIS DE SPÉCIALITÉ. Cette UE s'inscrit dans la continuité de l'UE Langue-Anglais3 et le travail sur la langue de spécialité (scientifique et/ou à visée professionnelle) : on prolongera l'approche actionnelle dans les 5 compétences et on s'attachera à la préparation de l'étudiant aux différentes tâches liées à son activité scientifique telles que la rédaction d'un compte rendu d'expérience, le commentaire d'un graphique, la desciption d'un processus mais aussi à son insertion dans le monde professionnel : rédaction d'un CV ou d'une lettre de motivation en vue d'un stage... On proposera une initiation au débat ainsi qu'un entraînement à la certification CLES 2.

Le travail se fera par groupes de niveau.

L’objectif de cet enseignement est de mettre en pratique une approche de modélisation mathématique en mobilisant les connaissances et compétences disciplinaires acquises en biologie et en mathématiques. Plusieurs sujets de projets, inspirés d’articles scientifiques portant sur des thématiques biologiques variées, sont proposés. Eventuellement, et pour compléter les compétences disciplinaires acquises au cours de la formation, des cours portant spécifiquement sur les outils mathématiques de modélisation appropriés aux sujets sont dispensés. La construction d’un modèle ainsi que l’analyse numérique et analytique permettant de répondre à une question précise est guidée par les enseignant(e)s. Les étudiant(e)s doivent dans ce contexte programmer le modèle, choisir les paramètres les plus pertinents à partir des documents et informations fournies par les enseignant(e)s et concevoir les simulations à effectuer pour répondre à une question précise. Le travail s'effectue en groupe. A noter que l'UE est décomposée en deux parties. Une partie filée sur le semestre (séances de travail chaque semaine) et une partie massée en fin de semestre (séances de travail quotidiennes sur une semaine).

Optimiser le travail en groupe (partager les taches, communiquer efficacement, respecter des délais, etc.), lire et comprendre un article scientifique de modélisation d'un système biologique, décrire un modèle théorique, reproduire une analyse présentée dans la littérature scientifique, développer un regard critique vis à vis des résultats.

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 lesquelles 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 bin 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.

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

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.

Attendus de l'UE Langue-Anglais4 : Niveau B2+/C1 dans les 5 compétences linguistiques.

ANGLAIS DE SPÉCIALITÉ. Cette UE s'inscrit dans la continuité de l'UE Langue-Anglais3 et le travail sur la langue de spécialité (scientifique et/ou à visée professionnelle) : on prolongera l'approche actionnelle dans les 5 compétences et on s'attachera à la préparation de l'étudiant aux différentes tâches liées à son activité scientifique telles que la rédaction d'un compte rendu d'expérience, le commentaire d'un graphique, la desciption d'un processus mais aussi à son insertion dans le monde professionnel : rédaction d'un CV ou d'une lettre de motivation en vue d'un stage... On proposera une initiation au débat ainsi qu'un entraînement à la certification CLES 2.

Le travail se fera par groupes de niveau.

Notion d’échantillon, estimateurs, risque quadratique
Modèles paramétriques, méthode des moments, méthode du maximum de vraisemblance, inégalité de Cramer-Rao
Loi d’un estimateur, intervalles de confiance
Convergence des estimateurs, étude asymptotique
Tests d’hypothèses : vocabulaire et démarche, lemme de Neyman-Pearson, construction d’un test
Tests asymptotiques, Tests dans le modèle gaussien, Tests du chi2

Acquérir les notions de base de l’inférence statistique :

Estimation : savoir estimer les paramètres d’une loi, étudier les propriétés mathématiques d’un estimateur, construire des intervalles de confiance. Tests statistiques : savoir traduire une question simple en un problème de test et y répondre par la construction d’un test approprié.

Statistique descriptive avec R. Estimation d’une densité, d’une fonction de distribution, graphes quantile-quantile Régression linéaire : estimateurs des moindres carrés, erreur de prévision, validation de modèles Classification supervisée : méthode des plus proches voisins, analyse discriminante, erreur de classification et courbe ROC.

L'enseignement alterne cours et TD sur ordinateur, et inclut des études d'articles.

Savoir mener une analyse de données avec le logiciel R : ajustement de lois paramétriques, pratique de la régression linéaire, de la classification supervisée. Savoir reproduire des études statistiques présentées dans des articles.

Notion d’échantillon, estimateurs, risque quadratique
Modèles paramétriques, méthode des moments, méthode du maximum de vraisemblance, inégalité de Cramer-Rao
Loi d’un estimateur, intervalles de confiance
Convergence des estimateurs, étude asymptotique
Tests d’hypothèses : vocabulaire et démarche, lemme de Neyman-Pearson, construction d’un test
Tests asymptotiques, Tests dans le modèle gaussien, Tests du chi2

Acquérir les notions de base de l’inférence statistique :

Estimation : savoir estimer les paramètres d’une loi, étudier les propriétés mathématiques d’un estimateur, construire des intervalles de confiance. Tests statistiques : savoir traduire une question simple en un problème de test et y répondre par la construction d’un test approprié.

Statistique descriptive avec R. Estimation d’une densité, d’une fonction de distribution, graphes quantile-quantile Régression linéaire : estimateurs des moindres carrés, erreur de prévision, validation de modèles Classification supervisée : méthode des plus proches voisins, analyse discriminante, erreur de classification et courbe ROC.

L'enseignement alterne cours et TD sur ordinateur, et inclut des études d'articles.

Savoir mener une analyse de données avec le logiciel R : ajustement de lois paramétriques, pratique de la régression linéaire, de la classification supervisée. Savoir reproduire des études statistiques présentées dans des articles.

Objectifs : Le système nerveux central et le système endocrinien constituent les deux grands systèmes de communication de notre organisme. Ils assurent la transmission d’informations entre les tissus et les organes dans le but de réguler les nombreuses fonctions physiologiques de l'organisme et l’homéostasie de l’environnement intérieur. Dans ce sens, l’UE Physiologie des Régulations Endocrines et Neurosciences offre de solides connaissances théoriques dans le domaine de la physiologie endocrinienne et en neurophysiologie. Elle offre également une place importante aux enseignements pratiques afin que l’étudiant soit confronté précocement à la démarche expérimentale et puisse acquérir les bases des bonnes pratiques de laboratoire. Les enseignements de cette UE sont structurés en deux parties : 1/ des enseignements de Neurophysiologie, au terme desquels, l’étudiant maitrisera l’organisation anatomo-fonctionnelle globale des systèmes nerveux central et périphérique. Ces enseignements permettront à l’étudiant d’élargir et de consolider ses connaissances en neuro-anatomie fonctionnelle intégrant les concepts cellulaires et moléculaires fondamentaux impliqués dans la transmission et la communication nerveuse. 2/ des enseignements d’endocrinologie, au terme desquels, l’étudiant maitrisera l’organisation anatomique et la physiologie des principales glandes endocrines. Ces enseignements permettront à l’étudiant de s’approprier les mécanismes moléculaires et les voies de signalisation impliquées dans le contrôle hormonal du métabolisme et de l’homéostasie des grands systèmes de l’organisme dans un contexte physiologique et physiopathologique.

Programme de la partie Neurophysiologie :

Cours magistraux (10h)

Organisation générale du système nerveux central Contrôle spinal du mouvement Somesthésie Contrôle central du mouvement

Travaux pratiques (6h)

Electromyogramme (3h) Neuroanatomie (3h)

Travaux dirigés (3h)

Techniques d’étude du SNC (3h)

Programme de la partie Endocrinologie :

Cours magistraux (11h)

Hormones thyroïdiennes et de la médullo-surrénale Parathyroïde et régulation de l’équilibre calcium/phosphate Hormones du pancréas endocrine
Régulation hormonale de la reproduction Neuroendocrinologie de la prise alimentaire Contrôle hormonal de l’équilibre hydrominéral

 Travaux pratiques (9h)

Histologie des glandes endocrines (3h) Régulation centrale de la prise alimentaire (3h) Régulation hormonale de la reproduction (3h)

Travaux dirigés (6h)

Neuroendocrinologie (2h) Récepteurs et signalisation cellulaire (2h) Régulation hormonale du métabolisme (2h)

OAV1. Décrire et illustrer l’organisation anatomo-fonctionnelle globale du système nerveux central et périphérique, en sachant identifier les régions nerveuses associées à des fonctions nerveuses spécifiques complexes. Au terme de cet enseignement l’étudiant sera capable de rappeler l’organisation anatomique globale (sur coupes macroscopiques de cerveau) et le fonctionnement général des systèmes nerveux périphérique et central (modulation des réflexes spinaux), en sachant identifier les régions anatomiques associées à des fonctions nerveuses spécifiques complexes. Cet enseignement permettra également à l’étudiant d’élargir et de consolider ses connaissances en « neuro-anatomie fonctionnelle » en intégrant aux connaissances acquises, les concepts cellulaires et moléculaires fondamentaux impliqués dans la transmission et la communication nerveuse étudiés dans l’année antérieure.

OAV2. Sur la base des connaissances théoriques et techniques acquises, analyser et interpréter des données expérimentales extraites de publications scientifiques, relatives à l’organisation anatomique globale et au fonctionnement général du système nerveux. À l’issue de cet enseignement, l’étudiant doit développer des compétences d’analyse de résultats expérimentaux relatifs à différentes mises en situations physiologiques ou pathologiques, de manière à intégrer les connaissances théoriques acquises sur des thèmes spécifiques de Neurosciences, ceci afin de résoudre des exercices basés sur des extraits de publications scientifiques.

OAV3. Identifier les principales glandes endocrines, décrire leur rôle physiologique et la régulation de leurs sécrétions hormonales. À l’issue de cet enseignement, l’étudiant sera capable de décrire l’anatomie, l’histologie et la physiologie des principales glandes endocrines. L’étudiant doit être capable 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 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 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 grands systèmes physiologiques. En particulier la signalisation des récepteurs couplés au protéines G, des récepteurs nucléaires, des récepteurs à activité tyrosine kinase et des récepteurs aux cytokines. L'étudiant devra également être capable de décrire et d’expliquer les conséquences des dérégulations de ses voies de signalisation sur le développement des maladies métaboliques notamment l’obésité, le diabète et l’athérosclérose.

OAV5. Analyser, Interpréter et argumenter des données expérimentales. À l’issue de cet enseignement l’étudiant sera initié à la conception d’un protocole expérimental, à l’acquisition à l’analyse de données expérimentales collectés lors des TP (Electromyogramme, anatomie de l’encéphale, histophysiologie des glandes endocrines, régulation hormonale de la reproduction, régulation centrale de prise alimentaire) ainsi qu’à l’analyse et à la présentation de résultats scientifiques sous formes orale et écrite.

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 la note du TD "Techniques d'étude du SNC") qui représente 30 % de la note finale.

Pour l'ensemble des travaux pratiques, l'évaluation est basée sur la production d’un compte-rendu. Le TD Techniques d’étude du SNC est noté, l'évaluation consite en la présentation orale d'un poster.

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

Cet enseignement vient en complément de l’UE « L’exploration des génomes à la fonction des macromolécules » du S5. En biologie moléculaire les étudiants acquerront des notions sur la biologie synthétique, les approches haut-débit et l’épigénétique/épigénomique. En biochimie, les étudiants complèteront leurs connaissances en enzymologie, analyse des séquences et structures des protéines et l’analyse/étude des membranes.

mettre en pratique les connaissances théoriques abordées dans l'UE "De l’exploration des génomes à la fonction des macromolécules" dispensée au S5.

Connaissances de base (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 (1h)
2. Réponses des plantes aux contraintes abiotiques (eau, sel, température, métaux lourds) (3h)
3. Réponses des plantes aux contraintes biotiques (phytopathologie, symbiose) (7h)
4. La réponse redox des plantes au changement climatique (1h30)

TD (4h30) :

1. Adaptations de l'appareil reproducteur en relation avec le mutualisme de pollinisation (1h30)
2. Contraintes abiotiques (1h30)
3. Analyse d’articles (intégration des signaux) (1h30)

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. Rôle de l’acide salicylique et de l’état redox cellulaire dans la résistance d’Arabidopsis thaliana à la bactérie phytopathogène Pseudomonas syringae pv. tomato (9h)
4. Analyse d’une interaction symbiotique et de l’impact du stress salin 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 impliqués 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 3 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).

La pathogénie racontée par des pharmaciens, des physiopathologistes, des biochimistes et des biologistes moléculaires: Regards croisées 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 moleculaire 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 periode 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 moleculaire.

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