Ingénieur 2A

La cellule est l’unité structurale et fonctionnelle de tous les organismes vivants. Le but de ce cours est de décrire l’organisation et le fonctionnement de la cellule, ainsi que la façon dont un organisme complexe se construit à partir de ces briques élémentaires. Ce cours permet la découverte de la biologie cellulaire et de la biologie du développement, disciplines centrales des sciences de la vie, à l’interface avec de nombreux autres aspects de la biologie, mais aussi avec la physique, la chimie, l’informatique et les sciences de l’ingénieur.

Les principales thématiques abordées seront :

• l’organisation interne de la cellule (membranes, compartimentation, trafic)
• l’intégration de la cellule dans son environnement
• la multiplication et la mort cellulaire
• la construction d’un organisme multicellulaire complexe (apparition de types cellulaires différents, cellules souches, mise en place d’axes de symétrie et régionalisation, morphogenèse).

BIO451 constitue une base solide et conseillée pour les autres cours de biologie d’année 2 et 3. Il est complémentaire de BIO452, et il est de ce fait recommandé d’avoir suivi BIO452.

Langue du cours : Français
Credits ECTS : 5

The cell is the basic structural, functional and biological unit of all known living organisms. This course will reveal the organization, functions and
dysfunctions of the cell. Bio451 provides a broad introduction to cell biology, a discipline central to life sciences, at the interface with many other
aspects of biology but also with physics, chemistry, computer and engineering sciences.
After a quick description of the molecular components essential to living cells and of the key steps leading to the emergence of life on earth, students
will discover the dynamic organization of the cell. How cells can assemble to form complex multicellular organisms will also be discussed. Finally,
emphasis will be placed on the regulation of cellular functions (multiplication, dead cell, cell migration) by their microenvironment. This course will end
on notions of Virology and Oncology, pathologies associated with disruption of cellular functions, and thus confront students with the crucial health
problem.

Requirements :BIO451 provides strong and recommended knowledge for other second and third year biology courses. It is complementary to BIO452, and having followed BIO452 is recommended.

Langue du cours : French
Credits ECTS : 5

Cet enseignement permet la découverte d’une discipline de base et constitue un passeport conseillé pour les autres cours de biologie de l’année 2 et les programmes d'approfondissement de l’année 3 proposés par le département.

Il dégagera la logique de fonctionnement du monde vivant et montrera comment la biologie, discipline actuellement en plein essor, se développe de plus en plus à l’interface avec la physique, la chimie, l’informatique et les sciences de l’ingénieur.

Ce cours présentera d’abord les propriétés caractéristiques et les molécules informatives (ADN, ARN et protéines) partagées par les êtres vivants. Les principales régulations asservissant la production des ARN et des protéines seront ensuite détaillées. Ceci permettra de comprendre comment les cellules régulent l'expression de leurs gènes pour répondre à leurs besoins et s’adapter à des changements de leur environnement.

Langue du cours : Français
Credits ECTS : 5

BIO452 Molecular Biology and genetic information
Teaching coordinator : Arnaud ECHARD

This course provides a broad introduction to an essential field and prepares for several other 2nd year biology courses, as well as for more advanced, 3rd year programs.
This course will reveal the logic of life and will show how biology, an expanding scientific discipline, is developing more and more at the interface with physics, chemistry, informatics, mathematics and engineer sciences.
The structure and function of the main biological macromolecules (DNA, RNA and proteins) are presented, along with the regulation systems that control their production and adapt it to cellular needs.

Level : Graduate
Course Language : French

L’expérimentation est au centre des progrès de la biologie. Elle permet de mettre des hypothèses de travail à l’épreuve. Grâce à des cycles hypothèse vérification affinement, on aboutit à des modèles prédictifs, malgré la grande complexité des objets étudiés : les êtres vivants. L’enseignement proposé prépare le futur ingénieur à mieux apprécier le potentiel et les limites de l’expérimentation en biologie.

Ce module expérimental prolonge les cours de Biologie moléculaire et information génétique (BIO452 – P1) et Biologie cellulaire et développement (BIO451 – P2). Il sert également d’illustration aux cours de BIO431–Ecologie et Biodiversité et de BIO432-Biologie et pathologie humaine (P3).

En fonction du nombre d'élèves inscrits, les thèmes suivants pourront être ouverts:
Trois sessions sont programmées au cours de l’année: (10 séances de 6 heures), voir livret des Modals X17

- Bioluminescence :  deux exemples  : la Méduse et la Luciole,

Certaines espèces ont la capacité d’émettre de la lumière. Ce phénomène, appelé bioluminescence, sert à l’animal d’élément d’attirance sexuelle ou de moyen de défense. Dans ce modal, on analysera le fonctionnement d’un système de bioluminescence, puis, grâce à des manipulations génétiques, on adaptera ce système pour en faire un puissant outil pour la biologie.

-Anticorps : de la défense immunitaire au diagnostique clinique :

Ce sujet a pour objectif de caractériser les propriétés biochimiques des anticorps ainsi que d’illustrer de plusieurs exemples l’utilisation des anticorps en recherche et en diagnostic médical.

- Imagerie intracellulaire :
L'objectif de ce Modal est ainsi d'observer les différents composants du cytosquelette (microtubule et filaments d'actine) à l'intérieur de cellules humaines. Il est l'occasion d'introduire de multiples techniques en biologie cellulaire (culture de cellules humaines, immunocytochimie, transfection), en microscopie et en modélisation numérique.

-Clonage :
Dans ce module expérimental, nous clonerons un gène eucaryote dans une bactérie, nous induirons son expression et purifierons la protéine ainsi produite. Enfin, un test enzymatique permettra de caractériser fonctionnellement la protéine purifiée.

Attention :
Sous réserve :
* Lors de l’inscription, les élèves peuvent choisir les expériences A ou l’expérience B (P1 ou P3). Pour le choix A, on ne peut garantir à un élève l'inscription pour un thème précis. La répartition des élèves se fait en fonction de l’offre et de la demande

Modalités d'évaluation : Rapport écrit et soutenance orale
Langue du cours : Français

Experimentation is at the heart of progress in biology. It enables working hypothesis to be put to the test. Thanks to cycles of hypothesis verification and refinement, predictive models can be developped despite the complexity of the subjects studied: human beings. This course trains future engineer to appreciate the potential and limits of biology experimentation.

This experimental module is an extension of the molecular biology and genetic information (BIO452-P1) and cellular biology and development (BIO451-P2). It also serves as an illustration for the ecology and biodiversity (BIO431) and biology and human pathology (BIO432 - P3).

Depending on the number of students registred, the following topics may be opened:

Three sessions are scheduled over the course of the year: (10 sessions of 6 hours), see Modals booklet X17

- Bioluminescence: two examples: the Jellyfish and the Firefly

Some species have the ability to emit light. This phenomenon, known as bioluminescence, is used by animals as a means of sexual attraction or defense. In this modal, we will analyze how bioluminescence system works, and then, through genetic manipulation, we will adapt this system and make it a powerful tool for biology.

Antibodies: from immune defense to clinical diagnosis:

The goal of this topic is to characterize biochimical proprerities of antibodies and illustrate with various examples the use of antibodies in research and medical diagnosis.

- Intracellular imagery:

The aim of this modal is to observe the various components of the cytoskeleton (microtubule and actin filaments) inside human cells. It provides an opportunity to introduce multiple cell biology techniques (human cell culture, immunocytochemistry, transfection), in microscopy and digital modeling.

- Cloning:

In this experimental module, we will clone a eukaryotic gene into a bacterium, and we will induce its expression and purify the resulting protein. Finally, an enzymbe-based test will be used to functionally characterize the purified protein.

Caution:

With reservation:

*When registering, students can choose experiment A or B. For the choice A (P1 or P3), they can't be guaranteed a specific topic. The dispersal of students is based on supply and demand

Evaluation : Written report and oral defense
Course language: French

L’expérimentationestau centre des progrès de la biologie. Elle permet de mettre des hypothèses de travail à l’épreuve. Grâce à des cycles hypothèse vérification affinement, on aboutit à des modèles prédictifs, malgré la grande complexité des objets étudiés : les êtres vivants. L’enseignement proposé prépare le futur ingénieur à mieux apprécier le potentiel et les limites de l’expérimentation en biologie.

Cemodule expérimental prolonge les cours de Biologie moléculaire et information génétique (BIO452 – P1) et Biologie cellulaire et développement (BIO451 – P2). Il sert également d’illustration aux cours de BIO431–Ecologie et Biodiversité et de BIO432-Biologie et pathologie humaine (P3).

En fonction du nombre d'élèves inscrits, les thèmes suivants pourront être ouverts:  voir livret des Modals X17

- Bioluminescence :  deux exemples  : la Méduse et la Luciole,
Certaines espèces ont la capacité d’émettre de la lumière. Ce phénomène, appelé bioluminescence, sert à l’animal d’élément d’attirance sexuelle ou de moyen de défense. Dans ce modal, on analysera le fonctionnement d’un système de bioluminescence, puis, grâce à des manipulations génétiques, on adaptera ce système pour en faire un puissant outil pour la biologie.

-Les anticorps : de la défense immunitaire au diagnostique clinique :
Le but de ce sujet a pour objectif de caractériser les propriétés biochimiques des anticorps ainsi que d’illustrer de plusieurs exemples l’utilisation des anticorps en recherche et en diagnostic médical.

- Imagerie intracellulaire :
L'objectif de ce Modal est ainsi d'observer les différents composants du cytosquelette (microtubule et filaments d'actine) à l'intérieur de cellules humaines. Il est l'occasion d'introduire de multiples techniques en biologie cellulaire (culture de cellules
humaines, immunocytochimie, transfection), en microscopie et en modélisation numérique.

-Clonage :
Danscemodule expérimental, nous clonerons un gène eucaryote dans une bactérie, nous induirons son expression et purifierons la protéine ainsi produite. Enfin, un test enzymatique permettra de caractériser fonctionnellement la protéine purifiée.

- Biologiesynthétic : P3

Lebutde ce Modal est l’étude et la fabrication d’oscillateurs génétiques synthétiques, c’est à dire des réseaux de gènes non naturels ayant un comportement oscillant.

- Modal : « Biodiversité :  P3
Ce Modal a pour objectif de caractériser les réseaux d’interactions entre plantes et pollinisateurs sur le campus de l’Ecole, afin de vérifier s’ils sont effectivement emboîtés et de comparer leur structure entre différents habitats naturels (par exemple prairie vs. milieu forestier).

Sous réserve : Attention :
* Lors de l’inscription, les élèves peuvent choisir les expériences A ou l’expérience B (P1 ou P4). Pour le choix A, on ne peut garantir à un élève l'inscription pour un thème précis. La répartition des élèves se fait en fonction de l'offre et de la demande.

Modalités d'évaluation : Rapport écrit et soutenance orale
Langue du cours : Français