Cours 2021-2022

Techniques avancées de biologie cellulaire et moléculaire [SBIOM101]

  • 3 crédits
  • 30h
  • 1er quadrimestre
Langue d'enseignement: Français

Acquis d'apprentissage

Familiariser l'étudiant avec les approches expérimentales utilisées dans les laboratoires de recherche dans le domaine de la biologie cellulaire et moléculaire, de l'imagerie et de la transgenèse. Un accent particulier sera mis pour soulever les avantages et les limites des techniques illustrées, pour stimuler l'esprit critique de l'étudiant. L'étudiant devra donc être capable, face à une question biologique donnée, d'établir une stratégie expérimentale visant à y répondre.

L'étudiant devrait être capable, face à une question biologique donnée, de proposer et critiquer des approches techniques et expérimentales visant à l'étudier.

 

Objectifs

Décrire et expliquer les avantages et les limitations de nombreuses techniques modernes de biologie moléculaire et cellulaire utilisées en génétique, en imagerie et en biochimie, pour les cellules eucaryotes ou procaryotes.

Contenu

Voir table pour un contenu exhaustif.

Table des matières

Prof. Henri-François Renard

1) Fluorescence : rappel théorique
2) Microscopie à épifluorescence (champ large)
3) Microscopie confocale : 
• Confocal laser scanning microscopy (single-photon / two- or multi-photon)
• Résolution : limitations dues à la diffraction de la lumière & notion de PSF (« point spreadfunction »).
• Spinning disk confocal microscopy
4) Microscopie TIRF (Total Internal Reflexion Fluorescence), aussi dite « à champ évanescent ».
5) Comment augmenter la résolution? -->Techniques dites de « super résolution ».
• SIM (« Structured Illumination microscopy »)
• ISM (« Image Scanning Microscopy ») : technologie Airyscan
• Microscopie STED (Stimulated Emission-Depletion)
• SMLM : Single Molecule Localization Microscopy
• STORM (Stochastic Optical Reconstruction Microscopy)
• PALM (Photo-Activated Localization Microscopy)
• MINFLUX (molécules individuelles!)
6) Comment augmenter la vitesse d’acquisition sans (trop) compromettre la résolution? (important pour le live et la 3D).
• 3D-Déconvolution
• Spinning-disk confocal microscopy
• Lattice-SIM
• Light-Sheet microscopy ou SPIM (Selective Plane Illumination Microscopy) = Microscopie à nappe de lumière
• Lattice Light-Sheet microscopy (LLSM)

Prof. Thierry Arnould

1) Cytométrie de flux-FACS : principe et applications

2) Transfection de cellules de mammifères en culture : méthodes et approches, types de vecteurs, utilités et limitations,...

3) Invalidation d'expression de gènes par knock-down : siRNA et miRNA

 

Prof. Olivier De Backer

1) Introduction : OGM, la souris comme organisme modèle

2) Transgenèse d’addition vs ciblée

3) Méthodes de transgenèse ciblée chez la souris

4) Usages des recombinases site-spécifiques (Cre, Flp) en transgenèse

5) Traçage de lignées cellulaires

6) Systèmes d'expression inductible

Disciplines

Génétique moléculaire
Biochimie
Biologie cellulaire

Méthodes d'enseignement

Le programme établi en concertation avec les trois professeurs (Olivier De Backer, Henri-François Renard, et Thierry Arnould) couvre de nombreux aspects techniques et technologiques de la biologie moderne visant à donner des outils de lecture d'articles scientifiques et des clés conceptuelles nécessaires au « design » d'un programme de recherche scientifique. Les présentations magistrales utilisant divers outils didactiques (présentations sur transparents, vidéoprojection, tableau,...) seront complétées par des lectures critiques d'articles scientifiques.

Mode d'évaluation

L'étudiant tire au sort trois questions, chacune relative à la matière du cours magistral d'un des trois titulaires. Chaque enseignant corrige la partie qui le concerne. Préparation: l'étudiant prépare un cadre de réponse aux questions posées. Il dispose pour cela d'au moins 60 minutes. Quatre à cinq étudiants entrent dans la salle d'examen à chaque début de demi-journée d'interrogation. Sept à huit étudiants peuvent se trouver à préparer simultanément leur examen dans la même salle. L'étudiant est invité, le cas échéant, à faire part d'une difficulté éventuelle d'interprétation d'une question ou à solliciter une information ponctuelle oubliée dont il aurait besoin pour répondre. Interrogation orale: l'étudiant expose chacune de ses réponses au professeur concerné. Des questions subsidiaires interviennent en cours d'examen. La durée de l'examen oral est généralement comprise entre 20 et 30 minutes. Même pour les sous-questions posées oralement en cours d'examen, l'étudiant peut demander le temps de la réflexion. Une importance centrale est accordée à la qualité de la réflexion (compréhension des faits expérimentaux, interprétation des résultats) plutôt qu'à des détails factuels et de restitution. Il est attendu que l'étudiant réussisse chaque partie de cours pour être gratifié d'une réussite globale. Les trois enseignants discuteront ensemble des performances réalisées par l'étudiant et décideront ensemble si les objectifs sont atteints.

En cas d'échecs graves (note inférieure à 7/20) dans une ou plusieurs des 3 parties de ce cours, une note de 6/20 apparaitra sur la feuille de délibération. L'étudiant devra alors présenter en 2ème session la ou les matières concernées par l'échec, tout en conservant les notes déjà acquises en 1ère session pour les autres parties.

 

Sources, références et supports éventuels

Voir portail électronique (Webcampus) du site du cours et resources bibliographiques mises à disposition.

Langue d'enseignement

Français

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR

Cycle

Etudes de 2ème cycle