Ce cours constitue une introduction à la biologie du développement et des cellules souches, domaine en plein essor et dont l'influence et les applications vont grandissantes. Une première série de cours posera les grands principes de la biologie du développement, pour comprendre comment un organisme se construit à partir d’une unique cellule œuf. Une seconde série de cours abordera comment ces connaissances sont aujourd'hui exploitées pour pallier ou reverser les atteintes liées à l’âge, à la maladie ou à l'environnement et élaborer une médecine "régénérative" pour demain..

Les thèmes abordés seront :

  • Mise en place des axes embryonnaires, établissement du plan d'organisation de l'organisme, gènes de contrôle du développement chez la drosophile et chez les Vertébrés.
  • Acquisition de l’identité cellulaire et différenciation.
  • Grandes étapes du développement des Vertébrés.
  • Morphogenèse et migrations cellulaires.
  • Outils génétiques pour analyser la fonction des gènes au cours du développement.
  • Mécanismes moléculaires et cellulaires de la régénération des tissus chez la planaire, la salamandre et l'Homme: une boite à outils pour la médecine régénérative
  • Formation et utilisation de cellules souches pluripotentes pour réparer/remplacer un organe défectueux: des études précliniques aux premiers essais cliniques
  • Stratégies thérapeutiques basées sur l'emploi de cellules souches adultes
  • Moduler l'expression des gènes pour guérir les maladies génétiques
  • L'édition de gènes, des Zinc Finger nucléases au système CRISPR/Cas9: peut-t-on ré-écrire notre génome ?

En PC, l'accent sera mis sur l'analyse d'articles récents illustrant les promesses, les difficultés et les limites éthiques à modifier le vivant.


Numéro clausus : 45
Niveau requis :
Avoir suivi au moins un module de Biologie en deuxième année.

Langue du cours : Français
Credits ECTS : 4

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Bio553 - Development, Stem cells and Regenerative Medicine

This course is an introduction to developmental biology and stem cells, a rapidly rising field with growing importance and applications. A first series of courses will present the main principles of developmental biology, to understand how an organism can form from a single egg cell. A second series of courses will show how this knowledge is currently exploited to reduce or revert pathological processes due to aging, disease or environment, and to build a regenerative medicine for the future.


Topics will be :

  • Set up of embryonic axes and body plan, genes controlling development in fly and Vertebrates.
  • Acquisition of cell identity and differentiation.
  • Main steps of Vertebrate development.
  • Morphogenesis and cell migrations.
  • Genetic tools to study gene functions during development.
  • Molecular and cellular mechanisms of tissue regeneration in planarians, salamander and humans: a toolbox for regenerative medicine.
  • Production and use of pluripotent stem cells to repair/replace faulty organs: from preclinical studies to first clinical trials.
  • Therapeutic strategies based on the use of adult stem cells.
  • Modulating gene expression to cure genetic diseases.
  • Gene editing, from Zinc finger nucleases to CRISPR/Cas9: can we re-write our genome?

During PCs, emphasis will be put on the analysis of recent research articles highlighting hopes, difficulties and ethical limits of modifying living systems.


Numéro clausus : 45
Niveau requis :
At least one biology module in year 2.

Langue du cours : French
Credits ECTS : 4

L’écologie, science des interactions entre les organismes et leur environnement, est une discipline incontournable pour analyser les relations entre l’Homme et la nature, c’est-à-dire comprendre comment les sociétés humaines et le reste de la biosphère s’influencent mutuellement.

Ce cours s’articule autour du concept de Biodiversité –la diversité du vivant et de ses interactions– et aborde les concepts fondamentaux du fonctionnement des populations et des écosystèmes, afin de donner des clés scientifiques pour comprendre et résoudre des problèmes d’ordre écologique : effets des changements globaux sur la biodiversité, impact d’un choix « agrocarburants » sur les cycles hydrologiques, conséquences de la disparition des espèces sur la santé humaine, etc.

Les approches interdisciplinaires sont cruciales pour comprendre la dynamique de la biodiversité en interaction avec les sociétés humaines et l’environnement physique (par exemple relation dynamique du climat / dynamique de la végétation, modélisation mathématique…). L’accent sera mis notamment sur la notion de service écosystémique (fonction de l’écosystème utilisée par l’homme) : il s’agit d’un concept à l’interface entre écologie, économie et sciences sociales qui permet d’analyser la dépendance des sociétés humaines vis-à-vis de la Biodiversité et de discuter la durabilité des systèmes environnementaux.

Niveau requis : Pas de prérequis
Langue du cours : Français
Credits ECTS : 4

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BIO555- Biodiversity and ecosystem functioning

Ecology, the science of interactions between organisms and their environment, is the most relevant discipline to analyze the relationships between Humans and Nature, i.e. to understand how human societies and the rest of the biosphere influence each other.

This course focuses on the concept of Biodiversity - the diversity of living organisms and their interactions - and examines the functioning of ecological systems, from populations to ecosystems. The general aim of the course is to provide scientific tools to understand and solve ecological problems, such as the effects of global change on biodiversity, the impact of biofuel expansion on hydrological cycles, the consequences of species loss on human health, etc.

Interdisciplinary approaches are crucial to understand the joint dynamics of biodiversity, human societies and the physical environment. Emphasis will be placed on the notion of ecosystem service (natural processes that sustain and fulfill human life): this concept lies at the interface between ecology, economics and social sciences and makes it possible to analyze how human societies depend on biodiversity and to discuss the sustainability of environmental systems.

Requirements : No prerequisite

e stage de Recherche ouvre les laboratoires de recherche fondamentale, biomédicale, ou appliquée (industrie pharmaceutique, biotechnologie) aux élèves tentés par un approfondissement en Sciences de la vie, que ce soit en microbiologie, en virologie, en immunologie, en neurobiologie, en embryologie, en écologie,... ou bien encore, en biologie structurale, en biologie moléculaire, en biologie cellulaire, en bioinformatique...

Les sujets de stages des années précédentes sont disponibles sur un espace de partage sécurisé sur le site internet de l’Ecole Polytechnique_SOIE : (X2004 à X2013) : https://gargantua.polytechnique.fr/

L'élève pourra, avec les conseils du coordinateur et des responsables, dessiner les contours thématiques de son stage, puis participer activement, grâce à la visite de laboratoires, à la définition ultime de son sujet de stage de Recherche.

Le stage de recherche scientifique en Biologie consiste en un travail de 16 semaines minimum en laboratoire. Ce stage peut avoir lieu dans un laboratoire de recherche fondamentale ou dans un laboratoire de recherche industrielle.
Les stages se déroulent en Province, à Paris ou en région Parisienne (CNRS, INSERM, Institut Pasteur, Institut Curie, INRA, CEA, Universités, ...) et à l'Etranger (Etats-Unis, Allemagne, Japon, etc...)

En Sciences de la Vie, la recherche fait largement appel à la Physique, à la Chimie, aux Mathématiques Appliquées et à l'Informatique. Par conséquent, grâce à sa formation généraliste, même s'il n'a suivi qu'un seul des modules offerts par le département de Biologie en année 2, un élève sera apte à profiter d'un stage de Recherche en Biologie ou en Ecologie.

Les Stages en cotutelle :
Pour les élèves s'engageant en quatrième année dans une filière ingénieur en double diplôme, le sujet, le lieu du stage, les modalités du suivi intermédiaire et le jury de soutenance sont, dans certains cas, définis en commun par les responsables du stage de recherche de l'X et par les enseignants de la formation complémentaire diplômante.

Les stages en cotutelle permettent à l'élève de mettre en oeuvre, dans un cadre réel, une démarche scientifique expérimentale ou théorique, tout en découvrant un des secteurs couverts par la formation complémentaire.

- Coordinateur - Responsable:
Yves MECHULAM - Tél : X - p. 4885 - yves.mechulam@polytechnique.edu
- Enseignants :
- Barakat Abdul - barakat@ladhyx.polytechnique.fr
- Ego-Stengel Valérie - valerie.stengel@unic.cnrs-gif.fr
- Nicolas David- nicolas.david@polytechnique.edu
- Alexis Gautreau - alexis.gautreau@polytechnique.edu
- Loïc Lepiniec - loic.lepiniec@versailles.inra.fr
- Hannu Myllykallio - hannu.myllykallio@polytechnique.edu
- Thomas Simonson - thomas.simonson@polytechnique.edu

- Emmanuelle Porcher - porcher@mnhn.fr (Stage en ECOLOGIE)
- Olivier Tenaillon - olivier.tenaillon@inserm.fr


Assistante du département :
Contact département :
Catherine Morais - Tél: X - p. 4025 - catherine.morais@polytechnique.edu

Langue du cours : Français
Credits ECTS : 20

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BIO591 - Biology and Ecology
This research course opens the laboratories of basic, biomedical or applied research (pharmaceutical industry, biotechnology) to students who are interested in a life sciences study in microbiology, virology, immunology, neurobiology, embryology , In ecology, or in structural biology, molecular biology, cell biology, bioinformatics ...

The internship subjects of previous years are available on a secure sharing space on the website of the Ecole Polytechnique_SOIE: (X2004 to X2014)
https://gargantua.polytechnique.fr/

Students will be able to draw the thematic outlines of their internship with the advice of the coordinator and managers and then participate actively through the laboratory visit to the ultimate definition of their research internship.

The Biology research internship implies a stay of at least 16 weeks in a research laboratory. This internship may take place in a basic research laboratory or in an industrial research laboratory, either in France (CNRS, INSERM, Institut Pasteur, Institut Curie, INRA, CEA, Universities, pharmas, startups,  ...) or abroad (USA, Germany, Japan, etc.).

In Life Sciences, research is largely based on Physics, Chemistry, Applied Mathematics and Computer Science. Therefore, thanks to his general training, even if he/she has followed only one of the modules offered by the Department of Biology in year 2, a student will be able to take advantage of a research course in Biology or Ecology

Internships in cotutelle:
For students enrolled in the fourth year of an engineering degree in dual degree, the subject, the place of the internship, the modalities of the intermediate follow-up and the jury of defense are defined in common by the persons responsible for the training course. X and by the teachers of the supplementary training diploma.

The internships in co-supervision allow the student to implement, within a real framework, an experimental or theoretical scientific approach, while discovering one of the sectors covered by the complementary training.

• Coordinator - Responsible:
Yves MECHULAM - yves.mechulam@polytechnique.edu
• Teachers:
- Barakat Abdul - barakat@ladhyx.polytechnique.fr
- Ego-Stengel Valérie - valerie.stengel@unic.cnrs-gif.fr
- Nicolas David- nicolas.david@polytechnique.edu
- Alexis Gautreau - alexis.gautreau@polytechnique.edu
- Loïc Lepiniec - loic.lepiniec@versailles.inra.fr
- Hannu Myllykallio - hannu.myllykallio@polytechnique.edu
- Thomas Simonson - thomas.simonson@polytechnique.edu


- Emmanuelle Porcher - porcher@mnhn.fr (Stage en ECOLOGIE)
- Olivier Tenaillon - olivier.tenaillon@inserm.fr

• Assistant of the department:
Contact department:
Catherine Morais -  catherine.morais@polytechnique.edu