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Didier Gonze BMOL-F-413 - Bioinformatique et biomodélisation Master en biologie moléculaire (M1) ECTS: 4 (théorie: 2, exercices: 1, travail personnel: 1) Titulaire: D. Gonze But: Le but de se cours sera de donner aux étudiants une introduction à la bioinformatique et aux méthodes de modélisation des processus dynamiques en biologie. Résumé: Avec le récent développement des études à l'échelle génomique et protéomique, les données biologiques se sont considérablement multipliées. Pour répondre aux problèmes de stockage de ces informations et à leur exploitation, des bases données biologiques et des méthodes d'analyse informatiques ont été développées et constituent un outil important pour les biologistes. Le but de ce cours sera de donner aux étudiants une introduction aux bases de données biologiques (ressources existantes, organisation), aux approches bioinformatiques d'analyse des données (analyse des séquences macromoléculaires, analyse de données d'expression et analyse de réseaux biochimiques) et aux méthodes de modélisation des processus dynamiques en biologie (cinétique enzymatique, dynamique des réseaux de régulation génétique et biochimiques). Le cours ainsi que les exercices auront pour but d'amener les étudiants à pouvoir utiliser les outils bioinformatiques existants et à interpréter les résultats de manière critique. MATH-F-402 - Outils mathématiques pour la biologie Master en bioinformatique et modélisation (M1) ECTS: 4 (théorie: 2, exercices: 2) Titulaire: D. Gonze But: Le but de ce cours sera de fournir aux étudiants une connaissance conceptuelle et pratique des outils mathématiques nécessaires pour suivre les autres cours enseignés dans le cadre du master en bioinformatique et modélisation. Résumé: La plupart des problèmes posés pour l'analyse de données biologiques ou pour l'élaboration de modèles dynamiques des processus biologiques font appel à des notions de mathématiques et de statistiques. Par exemple, l'analyse de fonctions, incluant le calcul de limites et de dérivées est omniprésente. Elle trouve des applications dans l'étude des systèmes dynamiques et en probabilité. Le calcul matriciel est utilisé notamment en statistique multidimensionnelle et en théorie des graphes. Nous fournirons un bref rappel des concepts théoriques, et les mettrons en application dans le contexte de questions liées à la cinétique enzymatique, à l'analyse de structure de protéines et aux analyses de données biologiques à grande échelle. Le cours inclura un rappel des thèmes suivants: analyse de fonctions, incluant le calcul de limites et de dérivées, développements en série, calcul d'intégrales, introduction aux équations différentielles, calcul matriciel. Ces thèmes seront progressivement adaptés pour répondre aux besoins des autres cours du Master en Bioinformatique et Modélisation. INFO-F-434 - Bases de données et analyse de séquences macromoléculaires Master en bioinformatique et modélisation (M1) ECTS: 6 (théorie: 3, exercices: 2, travail personnel: 1) Titulaires: J. Richelle, D. Gonze But: Le but de ce cours sera de fournir aux étudiants une introduction aux bases de données biologiques ainsi qu'aux méthodes d'analyse des séquences de macromolécules biologiques (ADN, ARN et protéines). Résumé: Les bases de données constituent la réponse informatique à la gestion de l'information, en ce compris son organisation, sa structuration, son stockage, sa mise à jour et sa manipulation. La diversité des données biologiques ainsi que leur accroissement explosif en font un outil-clé en bioinformatique. Les principaux modèles de représentation des données seront abordés, en discutant de leurs avantages et inconvénients respectifs, et en illustrant chaque modèle par quelques exemples concrets. Un accent particulier sera mis sur les problèmes d'annotation et de fiabilité des données. Dans la partie analyse de séquence, nous discuterons les différentes méthodes d'analyse de séquences macromoléculaires. Ces méthodes incluent l'alignement des séquences d'ADN et de protéines et la recherche de séquences dans des bases de données, ainsi que la recherche de motifs dans les séquences macromoléculaires. Différents algorithmes d'analyse de séquences seront décrits et comparés. L'application de certaines de ces méthodes fera l'objet de travaux pratiques. BIOL-F-525 - Dynamique des systèmes biologiques Master en bioinformatique et modélisation (M2) ECTS: 6 (théorie: 3, exercices: 2, travail personnel: 1) Titulaires: M. Kaufman, D. Gonze But: Le but de ce cours est de présenter, au travers d'exemples biologiques concrets, différentes méthodes d'analyse et de simulation de la dynamique des réseaux de régulation. Résumé: La biologie des systèmes cherche à mettre en évidence les propriétés dynamiques et fonctionnelles de réseaux moléculaires aussi complexes que les réseaux génétiques, les réseaux métaboliques, les réseaux de communication intra- et extracellulaire. En s'appuyant sur la modélisation et la simulation, elle permet d'aider à comprendre les mécanismes à la base du fonctionnement de ces réseaux de régulation, d'étudier leur stabilité en réponse à différentes perturbations, de tester différentes hypothèses pour concevoir de nouvelles expériences. Dans le cadre de l'étude de systèmes de régulation génétiques et biochimiques, le cours introduira les principales approches utilisées pour modéliser la dynamique des processus biologiques. Ces approches incluront des méthodes d'analyse qualitatives (approches discrètes et automates logiques) et quantitatives (approches différentielle et stochastique) ainsi que l'analyse de réseaux biologiques en termes des circuits et motifs de régulation qui les composent. Le cours sera illustré par des exemples issus d'articles de modélisation récents. Les travaux pratiques consisteront en des simulations sur ordinateur et discussions d'articles. |