Microorganismes et écosystèmes

Présentation

●     Cours (12h)

-          Rappels de base en bioinformatique (alignements, phylohenie moleculaire, BLAST et bases de données primaires)

-          Méthodes de séquençage NGS (Illumina, PacBio, Oxford Nanopore)

-          Présentations des bases de données pour l’annotation fonctionnelle et taxonomiques des microorganismes

-          Aspects théoriques de l’utilisation des NGS pour la description des communautés microbiennes:

  • Construction de banques d’acides nucléiques
  • Multiplexage et filtrage qualité des séquences
  • Amplicons (banques 16S rDNA) et formation d’unité écologiques (OTU)
  • normalisation des données
  • Intégration des métadonnées et éléments d’analyses multivariées et d’analyses en réseaux

-          Introduction à la génomique (assemblage, annotations fonctionnelles), la génomique comparative (notions de pan-génomes)

-          Introduction à la métagénomique et la métagénomique comparative (assemblage, binning, mapping, annotations fonctionnelles et taxonomique de fragments génomiques, visualisation)

-          Etudes de cas issus de la littérature récente, présentation de grands projets de séquençage (Microbiome humain,  TARA Ocean, Expedition Malaspina, etc…)

●     Travaux dirigés (12h)

-          Introduction à la bioinformatique et biostatistiques (3h):

  • Tutoriel UNIX
  • Tutoriel R
  • Tutoriel Python

-          Analyser un jeu de donnée amplicon d’ADNr 16S (6h):

  •  tutoriel Mothur/Qiime et tutoriel Frogs
  • Formation d’OTU: tutoriel Swarm, DADA2, Minimum Entropy Decomposition
  • Analyse supervisée le la microdiversité: tutoriel Oligotyping
  • Recherche de biomarqueurs: tutoriel LefSe
  • Outils statistiques: tutoriels Phyloseq

-          Génomique microbienne (3h)

  • Assemblage de génomes
  • Annotations fonctionnelles
  • Visualisation

●     Travaux pratiques

(1)  Analyse d’un jeu de donnée amplicons d’ADNr 16S issu de la littérature (12h)

(2)  Assemblage, analyse et comparaison de génomes de Bactéries ou d’Archaea (12h)

Pré-requis nécessaires

Connaissances de base en Biologie des microorganismes, en génétique et physiologie microbienne, et en écologie microbienne

Compétences visées

-          Connaitre les méthodes moléculaires permettant d’étudier la structure et la dynamique des communautés microbiennes (amplicons, génomique, transcriptomique, metagenomiques, metatranscriptomique, génomique cellule unique)

-          Connaitre les stratégies de préparation des banques d’acides nucléiques, les aspects théorique et techniques de l’utilisation des nouvelles méthodes de séquençages et leur application à l’étude des microorganismes et communautés microbiennes.

-          Connaitre et utiliser les principales méthodes statistiques et bioinformatiques de traitement et d’analyse des données de séquençage haut-débit, savoir manipuler ces jeux de données au moyen de logiciels et pipeline dédiés et/ou de scripts informatiques simples

-          Etablir un plan expérimental et d’échantillonnage en fonction des hypothèses et des méthodes choisies.

-          Acquérir un regard critique sur l’utilisation des ces méthodes au travers d’exemples pris dans la littérature récente.

Modalités de contrôle des connaissances

Session 1 ou session unique - Contrôle de connaissances

Nature de l'enseignementModalitéNatureDurée (min.)NombreCoefficientRemarques
CMCCEcrit - devoir surveillé120

Session 2 : Contrôle de connaissances

Nature de l'enseignementModalitéNatureDurée (min.)NombreCoefficientRemarques
CMCTOral20