Génomique: diversité, environnement et santé humaine
Il y a 20 ans le génome humain était séquencé. Depuis cette date symbolique, en réduisant drastiquement le coût du séquençage de l'ADN, les sciences de l'ingénieur ont révolutionné la recherche en biologie. Il en a résulté l'émergence d'une discipline intégrative central à toute la biologie: la génomique. En mêlant génétique, biologie moléculaire et évolution cette discipline a pour objectif de déchiffrer la molécule d'ADN et de caractériser son contenu au niveau fonctionnel afin de répondre à des questions essentielles: comment des modifications de la séquence d'ADN peuvent résulter en des organismes aussi divers que des virus, des bactéries, des arbres ou des mammifères, comment ces variations peuvent expliquer les differences entre cellules au sein d’un organisme entre individus au sein d'une population, et comment exploiter ces connaissances pour comprendre comment les organismes fonctionnent ou dis-fonctionnent et s'adaptent.
Parce que les génomes contiennent des milliers à des milliards de paires de bases, des dizaines à des dizaines de milliers de gènes, la génomique est une science quantitative qui repose non seulement sur la multiplicité des approches que nous avons mentionnées, mais aussi sur les sciences de l'ingénieur. L'objectif de ce cours est de donner les moyens aux étudiants de comprendre en détail les approches utilisées pour étudier les génomes, quelles en sont les limites, les implications et la puissance au regards des problèmes auxquelles les sociétés humaines sont et seront confrontées: maladies , alimentation, polution, réchauffement.
Nous utiliserons pour cela la génétique pour cartographier l'origine des variations génétiques dans le génome; la biologie moléculaire et les méthodes comparative pour identifier les parties fonctionnelles des génomes et comprendre l'émergence de nouvelles fonctions; et une approche évolutive nous permettra de reconstruite l’histoire adaptative des espèces et d’en prédire les réponses futures. Nous aborderons des thèmes aussi divers que les pathologies génétiques et le cancer, l'agronomie, la domestication des plantes et des animaux, la réponse adaptative des espèces aux changements climatiques, le microbiote et sa contribution à la santé des individus et des écosystèmes, ainsi que l'histoire de l'homme. Tout au long des cours, nous présenterons aussi des exemples concrets d'applications allant de la conception d'une nouvelle génération de biocarburants, à la bio-remédiation ou le diagnostic médical et la thérapie génique.
Niveau requis : Avoir suivi au moins un module de Biologie en deuxième année.
Langue du cours : Anglais et/ou Français
Genomes, diversity, environment and human health
Twenty years ago the human genome was sequenced. Since this symbolic date, by drastically reducing the cost of DNA sequencing, engineering sciences have revolutionized biological research. The result has been the emergence of an integrative discipline central to all biology: genomics. By combining genetics, molecular biology and evolution, this discipline aims to decipher the DNA molecule and characterize its content at the functional level in order to answer essential questions: how changes in DNA sequence can result in organisms as diverse as viruses, bacteria, trees or mammals, how these variations can explain differences between between cells within an organism, between individuals within a population, and how to use this knowledge to understand how organisms function, disfunction or adapt.
Because genomes contain thousands to billions of base pairs, tens to tens of thousands of genes, genomics is a quantitative science that relies not only on the multiplicity of approaches we mentioned but also on engineer sciences. The objective of this course is to enable students to understand in detail the approaches used to study genomes, what are their limits, implications and power with regard to the problems that human societies are and will be confronted with: diseases, nutrition, polution, global warming.
We will use genetics to map the origin of genetic variation in the genome; molecular biology and comparative methods to identify the functional parts of genomes and understand the emergence of new functions; and an evolutionary approach will allow us to unravel the adaptive history of species and to predict their future responses. We will address topics as diverse as genetic pathologies and cancer, agronomy, plant and animal domestication, the adaptive response of species to climate change, the microbiota and its contribution to the health of individuals and ecosystems, and human history. Throughout the courses, we will also present concrete examples of applications ranging from the design of a new generation of biofuels, to bioremediation or medical diagnosis and gene therapy.
Requirements: completion of at least one Biology module during the second year.
Course language: English and/or French
- Profesor: Tenaillon Olivier