Petit exercice de vulgarisation sur les tenants et aboutissants du séquençage de l'ADN, de ses applications et de l'écosystème entrepreneurial qui l'entoure.
Le séquençage haut débit: NGS, une révolution de la biologie moléculaire au s...Pasteur_Tunis
Présentation de MALLEK Ramdane
rmallek@lab-cerba.com
Biologie Moléculaire et génomique, Laboratoire Cerba, Saint-Ouen l'Aumône, France
Institut Pasteur de Tunis 6 Avril 2019
Guide des bonnes pratiques de laboratoire. S/Abdessemed
La bonne pratique des analyses de biologie est une condition essentielle pour atteindre cette qualité.
Le présent guide constitue un instrument au service de cette qualité, s’adressant à toutes les catégories de personnel travaillant au sein du laboratoire d’analyse médicale.
Son but est double :
1- Aider à rationaliser le fonctionnement des laboratoires d’analyses médicales.
2- Rappeler un certain nombre de règles et de recommandations dont le but n’est ni d’imposer des contraintes, ni d’empiéter sur la compétence propre du biologiste : le choix de la méthode utilisée pour l’exécution d’une analyse particulière relève de sa seule compétence. Toutefois, il est important que cette méthode soit adaptée aux connaissances théoriques et pratiques du moment et qu’elle suive, dans la mesure du possible, les recommandations des Sociétés Savantes Nationales ou Internationales afin d’assurer la qualité requise...
ce cours s'adresse aux étudiants graduant en médecine et en pharmacie . il apporte les connaissances necessaires en matière de d"marche a suivre pour indiquer, pratiquer et interpreter une hémoculture
I. LES DIFFÉRENT SOUS-TYPES
II. MECHANISMES de l’HYPERSENSIBILITE TYPE IV
III. EXEMPLES CLINIQUES
IV. EXPLORATION DE L’HYPERSENSIBILITE TYPE IV
Granulomateuse
Dermatite de contacte
Test à la tuberculine
Dermatite de contacte
Réaction de la Tuberculine Test de Mantoux
Asthme chronique
Rhinite allergique chronique
Exanthéma maculopapilaire avec eosinophilie
Dermatite de contacte
Rejet de transplant
Allergie aux médicaments:
Exanthéma macculopapilaire et bulleuse
hépatite
le lierre vénéneux (poison ivy)
HS de type IVd “médiée par les Neutrophiles”
. Allergie au médicament:
Pustulose exanthémateuse généralisée aiguë (AGEP)
. Maladie auto-inflamatoires“Maladie de Behçet”
La maladie coeliaque
HS de Type IV en Autoimmunité
HS Type IV Contre les Métaux
HS de Type IV en Immunologie de Transplantation
HS de Type IV contre les produite organiques
Tests de détection de lymphocytes T spécifiques de médicaments chez des patients présentant une hypersensibilité IV au médicament
Patch test
Test de Transformation Lymphoblastique (TTL)
Petit exercice de vulgarisation sur les tenants et aboutissants du séquençage de l'ADN, de ses applications et de l'écosystème entrepreneurial qui l'entoure.
Le séquençage haut débit: NGS, une révolution de la biologie moléculaire au s...Pasteur_Tunis
Présentation de MALLEK Ramdane
rmallek@lab-cerba.com
Biologie Moléculaire et génomique, Laboratoire Cerba, Saint-Ouen l'Aumône, France
Institut Pasteur de Tunis 6 Avril 2019
Guide des bonnes pratiques de laboratoire. S/Abdessemed
La bonne pratique des analyses de biologie est une condition essentielle pour atteindre cette qualité.
Le présent guide constitue un instrument au service de cette qualité, s’adressant à toutes les catégories de personnel travaillant au sein du laboratoire d’analyse médicale.
Son but est double :
1- Aider à rationaliser le fonctionnement des laboratoires d’analyses médicales.
2- Rappeler un certain nombre de règles et de recommandations dont le but n’est ni d’imposer des contraintes, ni d’empiéter sur la compétence propre du biologiste : le choix de la méthode utilisée pour l’exécution d’une analyse particulière relève de sa seule compétence. Toutefois, il est important que cette méthode soit adaptée aux connaissances théoriques et pratiques du moment et qu’elle suive, dans la mesure du possible, les recommandations des Sociétés Savantes Nationales ou Internationales afin d’assurer la qualité requise...
ce cours s'adresse aux étudiants graduant en médecine et en pharmacie . il apporte les connaissances necessaires en matière de d"marche a suivre pour indiquer, pratiquer et interpreter une hémoculture
I. LES DIFFÉRENT SOUS-TYPES
II. MECHANISMES de l’HYPERSENSIBILITE TYPE IV
III. EXEMPLES CLINIQUES
IV. EXPLORATION DE L’HYPERSENSIBILITE TYPE IV
Granulomateuse
Dermatite de contacte
Test à la tuberculine
Dermatite de contacte
Réaction de la Tuberculine Test de Mantoux
Asthme chronique
Rhinite allergique chronique
Exanthéma maculopapilaire avec eosinophilie
Dermatite de contacte
Rejet de transplant
Allergie aux médicaments:
Exanthéma macculopapilaire et bulleuse
hépatite
le lierre vénéneux (poison ivy)
HS de type IVd “médiée par les Neutrophiles”
. Allergie au médicament:
Pustulose exanthémateuse généralisée aiguë (AGEP)
. Maladie auto-inflamatoires“Maladie de Behçet”
La maladie coeliaque
HS de Type IV en Autoimmunité
HS Type IV Contre les Métaux
HS de Type IV en Immunologie de Transplantation
HS de Type IV contre les produite organiques
Tests de détection de lymphocytes T spécifiques de médicaments chez des patients présentant une hypersensibilité IV au médicament
Patch test
Test de Transformation Lymphoblastique (TTL)
Évaluation des activités anticancéreuses de quelques plantes utilisées dans ...Université de Dschang
Monsieur Tagne Simo Richard a soutenu sa thèse de Doctorat en Biochimie ce mercredi 13 avril 2016 dans la salle des conférences de l'Université de Dschang. A l'issue de la présentation et des échanges, le jury présidé par le Professeur Léon Tapondjou Azefack lui a décerné le titre de Docteur avec la mention très honorable à l'unanimité des membres.
La bactériologie médicale est une branche de la Biologie médicale qui consiste en l'analyse de divers liquides biologiques (parfois de tissus) dans le but d'isoler et/ou de caractériser une ou des bactéries pouvant être responsables de la pathologie suspectée à l'aide de techniques directes ou indirectes.
TECHNIQUES DE BIOLOGIE MOLECULAIRE EN PARASITOLOGIE ET MYCOLOGIE
EXTRACTION D'AN
TECHNIQUE PCR
SEQUENCAGE D'AN
GENOTYPAGE
APPORT DE LA BIOLOGIE MOLECULAIRE EN PARASITOLOGIE ET MYCOLOGIE MEDICALE
ce cours s'adresse aux étudiants graduant en médecine , en pharmacie et en médecine dentaire et apporte les lignes directrices en matière du pour quoi, quand et comment confirmer l'origine virale d'une infection.
n'oubliez pas d'aimer mes cours si vous trouvez qu'ils vous apportent un plus, soyez libre de laisser un commentaire , une question ou une remarque.
DO NOT FORGET THAT YOU CAN DOWNLOAD AND TRANSLATE THIS FILE TO YOUR LANGUAGE USING ONLINE TRANSLATION APPS
ce cours s'adresse aux étudiants graduant en pharmacie et en microbiologie . il se subdivise en 03 parties incluant des rappels biochimiques , les méthodes pratiques au laboratoire de microbiologie ainsi que les principaux milieux de culture et méthodes utilisés en microbiologie médicale.
this document is intended for pharmacy and microbiology students. the main objective is to understand the way bacterial metabolism is used to identify clinically relevant bacteria.in routine lab practice.
Évaluation des activités anticancéreuses de quelques plantes utilisées dans ...Université de Dschang
Monsieur Tagne Simo Richard a soutenu sa thèse de Doctorat en Biochimie ce mercredi 13 avril 2016 dans la salle des conférences de l'Université de Dschang. A l'issue de la présentation et des échanges, le jury présidé par le Professeur Léon Tapondjou Azefack lui a décerné le titre de Docteur avec la mention très honorable à l'unanimité des membres.
La bactériologie médicale est une branche de la Biologie médicale qui consiste en l'analyse de divers liquides biologiques (parfois de tissus) dans le but d'isoler et/ou de caractériser une ou des bactéries pouvant être responsables de la pathologie suspectée à l'aide de techniques directes ou indirectes.
TECHNIQUES DE BIOLOGIE MOLECULAIRE EN PARASITOLOGIE ET MYCOLOGIE
EXTRACTION D'AN
TECHNIQUE PCR
SEQUENCAGE D'AN
GENOTYPAGE
APPORT DE LA BIOLOGIE MOLECULAIRE EN PARASITOLOGIE ET MYCOLOGIE MEDICALE
ce cours s'adresse aux étudiants graduant en médecine , en pharmacie et en médecine dentaire et apporte les lignes directrices en matière du pour quoi, quand et comment confirmer l'origine virale d'une infection.
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ce cours s'adresse aux étudiants graduant en pharmacie et en microbiologie . il se subdivise en 03 parties incluant des rappels biochimiques , les méthodes pratiques au laboratoire de microbiologie ainsi que les principaux milieux de culture et méthodes utilisés en microbiologie médicale.
this document is intended for pharmacy and microbiology students. the main objective is to understand the way bacterial metabolism is used to identify clinically relevant bacteria.in routine lab practice.
Introducing the GSA program and opportunities for youth by Rahma Marref.
Session about Blogger and YouTube creator platforms, tips for content creators and audience attraction by Sara Si-moussi.
This presentation was delivered to middle school/high school girls during the "Hour of Code, girls edition 2016" organised by ArabWIC Algeria Chapter, Microsoft Algérie and CSE Club Scientifique de l'ESI.
El documento describe las diferentes ciencias que se relacionan con la economía. Entre ellas se encuentran la tecnología, el derecho, la psicología, la lógica, las matemáticas, la estadística, la política, la sociología, la ética y la historia. También habla sobre cómo la física, la química y la biología se relacionan con la economía a través de la modelización matemática, la producción de sustancias y las inversiones en biomecánica y biotecnología respectivamente.
Kinesics is the study of body language and non-verbal communication through physical movements. It was developed by anthropologist Ray Birdwhistell in the 1950s to interpret the meaning behind facial expressions, gestures, postures, and other body movements. Kinesics studies elements like the face, eyes, gestures, postures, and shapes to understand what people are communicating without words. Facial expressions, especially through the eyes, convey much meaning, as do gestures through the movement of body parts like arms and legs. Posture also provides important cues about a person's state through how they stand, sit, and walk.
GUTIÉRREZ NIÑO, Deidy (2017). Inclusión de personas con discapacidad auditiva a través del curso TIC en la palabra del silencio En Revista Didáctica, Innovación y Multimedia, núm. 35 <http: />
1) A Anfarmag tem contribuído ativamente para o marco regulatório brasileiro, participando de discussões sobre regulamentações que impactam o setor de farmácias de manipulação.
2) Duas discussões importantes envolveram a preparação de medicamentos com ativos humanos e veterinários em um mesmo laboratório e a regulamentação da Bula Magistral.
3) A Anfarmag também colaborou na metodologia para determinar o peso médio de cápsulas em farmácias, que foi publicada no Formulário Nacional da Farmacopeia Brasile
Peut-on survivre à une attaque informatique ? Les règles d’or de la sécurité ...Microsoft pour les PME
"Comment survivre à une attaque informatique ? Comment former mes collaborateurs aux problématiques de sécurité ? Est-ce que mes données sont mieux protégées dans le Cloud ? Venez découvrir les 5 règles d'or en matière de sécurité informatique avec nos experts !
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If you are just starting out in online marketing then its important to understand the benefits of SEO. Check out this PPT and get to know more about it.
Extension de votre de votre infrastructure vers Microsoft Azure avec ExpressR...Microsoft Technet France
ExpressRoute est un service qui permet de connecter votre réseau à Microsoft Azure via une connexion direct avec un débit garanti. Ce service ouvre Azure à de nombreux nouveaux cas d’usage car il connecte votre datacenter à Microsoft Azure via un lien sécurisé, privé et rapide. Dans cette session venez découvrir ce service et les cas d’usage et comprendre les offres de deux de nos partenaires InterCloud et Orange .
This document is the syllabus for a course titled "CS110 Microcomputer applications" taught by Professor Giuseppe Sindoni at John Cabot University. The syllabus outlines the course aims to develop skills in personal productivity software and new web tools. It details the course content which will cover operating systems, file management, office productivity software, and the technical and business aspects of the web. The grading policy and schedule are also provided.
El documento presenta una definición del Estado según diferentes autores como Zafra, Weber y Kelsen. Luego explica los fundamentos y atributos del Estado como la personalidad jurídica y la soberanía. Describe las formas de Estado como unitario, compuesto y federales. Explica los sistemas de gobierno como parlamentario y presidencial. Por último, presenta aspectos del régimen municipal en Colombia desde la perspectiva constitucional, legal y jurisprudencial.
This document outlines the benefits of integrating technology into the classroom. It discusses how technology can help students acquire 21st century skills, increase motivation and collaboration, and boost achievement test scores. The document also stresses that technology enhances the four key components of learning: active engagement, group participation, frequent feedback, and real-world connections. For teachers and students to reap these benefits, the document argues that technology must be properly integrated across the curriculum, teachers need ongoing professional development, and students require ample practice time with the technologies.
B2B SEO presentation - from Capterra Conference 2010. Covering everything from keyword research, to link building, to promoting content, w/ some slides on "Google Instant" and how to track impact.
Student Project - Accurate Computer-assisted Cell Culture using UltrasoundsYoann Pageaud
Cell culture describes all techniques allowing cells growth and division in an ex-vivo controlled environment, to conduct experimentations on these cells. Recent development of new technologies such as 3D printing or microfluidics have given rise to new approaches in various fields of biology, especially bioinformatics, biotechnologies and biophysics, with direct applications in cell culture.
However, these protocols are often associated to a very random yield, depending directly on the accuracy of the handling performed by a human experimenter.
This project aims at using current knowledges coming from these three fields, in order to offer an innovative multidisciplinary approach minimizing the introduction of handling errors in existing cell culture protocols, and to propose a novel techniques of 3D cell culture combining robotics, ultrasounds and optical microscopy.
For this purpose, studies on the effects of ultrasounds on cells will be conducted. A computer program allowing the management of ultrasonic transmitters in synergy with optical cameras to apply a cell culture protocol and evaluate its efficiency, will be developed. Finally, a robot using this program, with the required tools for handling cell culture, will be built.
Comment l’Intelligence Artificielle va impacter la recherche scientifique en oncologie ? Principes et concepts en Intelligence Artificielle, illustrés d'exemples d'applications en médecine et en cancérologie.
L'Open Science face aux Enjeux Éthiques de la Convergence NBIC — Regards depu...Guillaume Dumas
Enregistrement audio: https://soundcloud.com/rowena-b-1/tv2014-j2-dumasmp3
La convergence des technologies émergentes est souvent évoquée par l'acronyme NBIC: Nanotechnologie, Biotechnologie, Informatiques et technologies de la communication, et sciences Cognitives. De nombreuses innovations ont déjà séparément émergé de ces domaines, et nous commençons à peine deviner le potentiel de leur combinaison. Plus difficile est de mesurer l'ensemble des enjeux éthiques auxquels nous devront faire face, notamment par leur interaction avec le système socioéconomique. Cette présentation évoquera certains de ces défis éthiques et argumentera pourquoi le mouvement de la science ouverte, ou "open science", peut aider à les résoudre et à anticiper ceux à venir.
Biotechnolgie: petite introduction par Sébastien Rochat
Bio-informatique et applications
1. Widad BENCHAIB
Sara SI-MOUSSI
3CSSIQ – G04
Master ESI 2016/2017
Introduction à la Méthodologie de Recherche
“Computers are to biology what
mathematics is to physics.”
— Harold Morowitz
2. Sommair
e
Introduction
I. Bio-informatique
II. Historique de la bio-informatique
III. Etat de l’art sur la bio-informatique
IV. Problématiques d’actualité
V. Challenges de recherche
VI. Solutions proposées
Conclusion et perspectives
Bibliographie, Crédits Photos
Annexes
2
4. 4
D’après (Hogeweg, Hesper, 1978),
« la bio-informatique est l’étude des
processus informatiques (acquisition,
traitement et restitution) dans les
systèmes biotiques. »
1. Qu’est ce que la bio-informatique ?
(1)
Utilisation des ordinateurs dans
la biologie.
De l’informatique appliquée
aux processus biologiques
L’informatique réduite à l’outil ordinateur
« Champs multidisciplinaire impliquant la biologie,
l’informatique, les mathématiques, les statistiques dont
l’objectif est d’analyser les séquences biologiques et de
prédire la structure et la fonction des
macromolécules. »(4)
I. Bio-
informatique
5. 5
2. Une transformation de la biologie(3)
I. Bio-
informatique
• Biologie : science basée sur l’observation une science déductive.
• Données de masse et qui continue d’exploser en taille; d’après A.Lesk (3)
o La taille approximative d’un génome humain est de 3.2 x 109 lettres unité HUman Genom
Equivalents (HUGE).
o 1 huge équivaut au nombre de caractères en 6 ans de publications du New York Times.
o La banque de données des séquences de nucléotide contient 16 * 109 bases (16 Gbp) = 5 huges.
o La base de données des structures macromoléculaires contient 16000 entrées=coordonnées
tridimensionnelles complètes des protéines de longueur moyenne=400
• Combine le raisonnement top-down de l’informatique à l’approche
bottom-up de la biologie.
6. 6
3. Biologie computationnelle(4)
I. Bio-
informatique
« Approche formelle de développement d’algorithmes efficaces permettant
de résoudre un problème biologique donné. »(4)
Objectif:
Maintenir un certain
niveau de précision
tout en gardant le
problème solvable.
Question
biologique
Problème
informatique
(modèle)
Algorithme
Résultats
expérimentaux
Formalisation
Résolution
Exécution
Interprétation
Modélisation
fidèle au
problème ?
Solution
existante ?
Est-ce
efficace ?
Ont-ils du
sens ? Information manipulée
ADN (Génome)
• Séquences de nucleotides
• Séquence de genes
• Banques de données
ARN (Transcriptome)
• Séquence
• Structure
Protéines (Protéome)
• Séquence
• Structure
• Réseaux d’intéraction
7. 7
II.
Historique
1950-1970
1971-
1980
1981-
1990
1991-2000 2001-2016
1971: Premier travaux sur le
repliement des ARNs (J.
Ninio).
1973: "Génie Génétique"
1974: "Prediction of Protein
Conformation"
1977: Séquençage d'ADN
(Sanger, Maxam, Gilbert).
1977: Premier "package"
Bioinformatique
1978: Bases de données:
ACNUC, PIR, EMBL,
GenBank.
1951: Première séquence
protéique
1960: Lien entre séquence &
structure
1965: La divergence et la
convergence évolutionnaire
dans les protéines
1967: La construction des
arbres phylogénétiques Fitch &
Margoliash.
1970:programme d'alignement
global de deux sequences
1981: Los Alamos-GenBank:
270 séquences, 370.000
nucléotides.
1981: Programme
d'alignement local
1985:Programme "Fasta"
1990: Programme "Blast"
1990: Clonage positionnel et
séquençage de NF-1.
2000 : Séquençage du
1er génome de plante,
Arabidopsis thaliana.
2001: Séquençage
("premier jet")
complète du génome
humain.
2006-2012 :
reprogrammation
génétique (cellule IPS)
1991: "Grail", programme performant pour
localiser les gènes
1991: Étiquettes d'ADNc "EST"
1992: Séquençage complet du chromosome III de
levure.
1995: Première séquence complète d'un micro-
organisme
1996: Séquence complète de la levure
1997: Programme "Gapped Blast"
1997: 11 génomes bactériens disponibles. 1998:
Séquençage du 1er organisme pluricellulaire,
Caenorhabditis elegans (100 Mb).
8. 8
3. Etat de l’art sur la bio-
informatique
Technologies et méthodes utilisées
• Traitement d’une grande masse de données pour l’identification de
l'organisation des gènes
• La théorie des langages et l'algorithmique
• Les réseaux de neurones
• l’analyse discriminante
• Méthode d’analyse des données Monte-Carlo , chaînes de Markov
• Application :
GENSCAN : un programme général de prédiction de séquences
codantes à partir de séquences d’A.D.N. génomique ;
FASTA (Lipman, Pearson, 1985 ; Pearson, Lipman, 1988), servant à
trouver des séquences dans des bases de données et à identifier des
structures périodiques basées sur des similarités de séquences
locales ;
BLAST (Altschul, Gish et al., 1990), as permet de comparer des
séquences
données à des séquences connues.
Bio-
informatique
de
séquences
9. 9
3. Etat de l’art sur la bio-
informatique
Technologies et méthodes utilisées
• La prédiction des structures tridimensionnelles des (macro-)molécules
biologiques, comme par exemple l’A.D.N., l’A.R.N., les protéines ou
encore les morphogènes ou hormones
• La géométrie « computationnelle » , l’algorithmique afin de développer
les protocoles efficaces pour l’analyse des données
• Application et études :
Développement parallèle des méthodes de géométrie des
distances (Moré, Wu, 1999 ; Liberti, Lavor et al., 2008) et
d’optimisation (Cutello, Narzisi, 2006).
Etude de repliement de l’ARN d’une structure primaire vers une
structure secondaire.
Visualisation et la manipulation des séquences issues des bases de
données, la prédiction des caractéristiques de repliement des
structures primaires menant à la compréhension de leurs structures
secondaires et tertiaires.
Application du aspects de la combinatoire analytique.
Bio-
informatique
de structure
10. 10
3. Etat de l’art sur la bio-
informatique
Technologies et méthodes utilisées
• Interactions des régulations génétiques
• Application et étude :
• Régulations génétiques fonctionnelles :
l’opéron lactose de la bactérie Escherichia Coli par Jacob et
Monod, qui permet notamment de comprendre les
échanges de gènes entre bactéries.
• Représentions formelle sous forme de réseau, permettant
d’expliquer le « système lactose » ( JACOB & MONOD ,prix
de Nobel 1965 )
Bio-
informatique
des réseaux
11. 11
3. Etat de l’art sur la bio-
informatique
Technologies et méthodes utilisées
• La masse de données accumulée en biologie depuis des
décennies
• Stockage & organisation
• Aspect syntaxique du traitement des données et aspect
sémantique du traitement
• Technologies et concepts :
Base de données
Datamining
Algorithmique, l’apprentissage automatique et statistique, la
représentation (visualisation) des connaissances...
Traitement
de
l’information
biologique
12. 12
IV. Problématiques résolues,
d’actualité
L'analyse, la compréhension et l'organisation d'une masse de données biologiques
Décodage l’information contenue dans les séquences d’ADN et de protéine
Génomique structurale et fonctionnelle
L’acquisition et le stockage des données
Traitements systématiques des séquences
Elaboration de stratégies
Evaluation des différentes approches existantes dans le but de les valider
13. 13
V. Challenges de la recherche
Biologie
• Dépendance
vs
contingence
historique
• Problèmes
complexes à
modéliser et à
résoudre
• Ethique
Nature des
données
• Fragmentée
• Incomplète
• Bruitée
• Redondante
(structure de
l’ADN
• Insignifiance
Exigences générales
des programmes
informatiques
• Efficacité
• Sécurité
• Fiabilité
• Mise à
l’échelle
• IHM
• Réseau pour
le partage
14. 14
VI. Solutions envisagées
Outils du Big Data Web sémantique & ontologies Data mining
Principes Evolutionnaires Intelligence Artificielle
15. 15
Conclusion et perspectives
Transdisciplinarité
Révolution biologique
Approches différentes,
réflexion/modélisation
commune
Capitalisation de
connaissances
informatiques
Reprogrammation génétique vs clonage
Implication de la
médecine publique,
écologie …etc.
16. Est-ce juste une question de performances ?
Manipule-t-on les bonnes données ?
Toutes les réponses se trouvent-elles ici ?
Vers une plus grande pluridisciplinarité
17. 17
Bibliographie
1. Barlovatz-meimon, G., & Sené, S. (2012). Méthodes informatiques en biologie, 2018.
2. Cohen, J. (2004). Bioinformatics---an introduction for computer scientists. ACM
Computing Surveys, 36(2), 122–158. https://doi.org/10.1145/1031120.1031122
3. Lesk, A. (2013). Introduction to bioinformatics. BOOK, Oxford University Press.
4. El-mabrouk, N. (n.d.). Introduction à la Bio-Informatique IFT3295/IFT6291/BIN6000.
5. Ohn C. Wooley and Herbert S. Lin Computing and biology ISBN: 0-309-54937-X, 468
pages, 8 1/2 x 11, (2005) .
18. 18
Crédits photos
1. Slide 7 : « Modifier l'ADN : une réalité possible, pour le meilleur... et pour le pire ? » - TOP-
Santé.COM (22/04/2015)
2. Slide 4, 13 : freepik
3. Slide 3 : El-mabrouk, N. (n.d.). Introduction à la Bio-Informatique IFT3295/IFT6291/BIN6000
19. 19
Annexe (1) : taille des données
Croissance exponentielle des séquences de nucléotides et d’AA dans les
banques de données biologiques :
• 10.640.515 protéines
• Présentement dans RefSeq (NCBI):
o Plus de 1200 génomes de procaryotes et 460 génomes
o 10.728 espèces d’eucaryotes complètement séquencés.
21. 21
Technologies et méthodes utilisées(2)
Techniques de conception d’algorithmes
• Brute force
• Branch & Bound
• Greedy Rules
• Dynamic Programming
• Divide & conquer
• Machine learning
Comparer
des
séquences
Suppression
Insertion
Remplacement
DAG
Dynamic
Programming
Phylogénétique
Arbres
Groupement par
similarité
Raisonnement sur
évolution
Détection de
patterns
(schémas)
Recherche de
gènes dans l’ADN
ML
Réseaux de
neurones
Grammaire
probabilistique
HMM
THL, Chomsky
grammars
Déterminer les
structures 3D des
protéines depuis les
séquences d’AA
Algorithmes à
complexité
cubique, non
résolu
Inférer le modèle
de régulation des
cellules
Données
expérimentales
Microarrays
Reverse
engineering
Autre
Scripting
langages
Déterminer
fonctions des
protéines et
chemins
métaboliques
Assemblage
d’ADN
Annexe (3)
22. 22
4. De plus grandes ambitions (3)
Annexe (4): Bio-
informatique
• Comprendre la biologie des
organismes dans toute sa
complexité.
• Relier les séquences et structures
complexes des protéines et acides
nucléiques à leur fonction
• Expliquer des phénomènes
passés et prédire l’évolution
future des espèces
• Supporter des applications en
médecine, agriculture et autres
champs de recherche.
Notes de l'éditeur
Bonjour à tous, Dans le cadre du module d’IMR ma binome et moi nous ferons un plaisir de partager avec vous la synthèse de notre recherche sur le thème de la bio-inforamtique et ses applications
Pour commencer, nous présenterons le contexte puis la discipline de quoi il s’agit, comment ça a évolué, les thématiques résolues et ouvertes ainsi que les challenges rencontrées avec leurs solutions. Nous terminerons par une conclusion et des perspectives.
L’être humain est constitué de tissus à base de cellules, qui sont de véritables usines métaboliques. 100 Milliard cellules contenant dans leur noyaux l’ADN. (600 fois vers le soleil aller-retour)
L’ADN représente une suite de gènes dont certains servent à coder des séquences d’AA qui vont ensuite se replier en protéines ayant une structure 3D et responsables d’une fonction particulière.
L’ADN humain peut etre codé avec 4 symboles ACGT (qui sont les nucléotides) livre de 1000 volumes => difficile à comprendre et à décoder
Ce qui suscite une manne de problèmes mathématiques, statistiques, algorithmiques, combinatoires au carrefour desquelles se retrouve la bio-informatique
Exemple motivant:
La bio-informatique est utilisée en plusieurs contextes: suspect mais pas de preuves (comparaison d’ADN) , global database, comprendre le génome du mammouth
Computa- tional biologists take justified pride in the formal aspects of their work. Those often involve proofs of algorithmic correctness, complexity estimates, and other themes that are central to theoretical computer science.
Définir un modèle d’évolution; ( séquence)
Formaliser le problème;
Étudier la complexité théorique du problème;
Développer des algorithmes permettant de le résoudre;
S’il y a lieu, prouver l’exactitude de l’algorithme
Tester l’efficacité de l’algorithme sur des données simulées;
L’appliquer à des données biologiques
es suites de nucléotides sont perçues comme des mots appartenant au « langage génétique » défini surl'alphabet {A., C., G., T.} dont il faut décider s'ils correspondent ou non à des gènes (Hopcroft, Ullman,1979). Pour déterminer si une séquence est codante, on peut utiliser des outils informatiques de prédictioncapables d'identifier un gène selon plusieurs critères
Ces réseaux sont alors des objets mathématiques complexes, à savoir desgraphes d’interaction, qui permettent d’approximer la réalité biologique en se libérant d’un certain nombrede paramètres (dont la prise en compte entraînerait une complexité qui rendrait toute analyse irréalisable)tout en en conservant l’essence. Les graphes d’interaction résultant modélisent alors l’aspect statique desrégulations qui peut être étudié pour lui-même et qui possède généralement un caractère dynamique qui, luimême, peut également être analysé par des méthodes largement développées depuis longtemps aussi bien eninformatique qu’en mathématiques. L’utilité pour la biologie vient de cette modélisation, à l’origine de lasimplification analytique des lois du vivant permettant d’acquérir les conditions nécessaires (maisgénéralement non suffisantes) pour en comprendre le fonctionnement.
Nous ne pouvons pas raisonnablement parler de bio-informatique sans évoquer le traitement del’information
Ce défi est d’autant plus important que l’accroissement des données se poursuitexponentiellement. Heureusement, indépendamment de la biologie et de la bio-informatique, la scienceinformatique s’intéresse depuis longtemps aux différentes questions liées au traitement de l’information. Enparticulier, de nombreuses recherches ont vu le jour autour de questions ayant trait au
bases de données et du data mining.Ici, nous n’allons pas insister sur les bases de données car les méthodes mises en œuvre sont purementinformatiques et ne dépendent aucunement de la nature des données à traiter. À titre d’informationcependant, les bases de données couramment utilisées à ce jour sont des bases de données relationnelles dontles fondements ont été introduits par Codd (Codd, 1970). l’algorithmique, l’apprentissage automatique et statistique, la représentation (visualisation) desconnaissances..., il représente le processus qui vise à extraire de la connaissance, ou plus précisément desmotifs intéressants (non triviaux et généralement implicites), à partir de grands volumes de données« brutes ». Le processus de data mining peut être séparé en deux phases : la première concerne la préparationdes données et vise à collecter, nettoyer, intégrer, transformer et filtrer les données pertinentes pour leproblème posé, la seconde consiste quant à elle à explorer les données ainsi préparées en vue de leur analyse,qui s’oriente a posteriori vers la prédiction de modèles spécifiques de systèmes biologiques réels (Chen,Lonardi, 2009 ; Hall, Frank et al., 2009), qui peuvent être des modèles de structures d’A.R.N., de réseaux...Bien sûr, comme nous l’avons dit, le développement des méthodes de traitement des données est sansaucun doute essentiel à celui de la bio-informatique moderne, que cette dernière soit vue dans n’importelaquelle des formes qu’elle peut revêtir et qui ont été développées plus haut. Toutefois, le traitement desdonnées est un thème de recherche à part entière, qui ne dépend pas dans ses aspects fondamentaux de lanature des données elles-mêmes mais de leur forme. C’est pourquoi nous n’allons pas le détailler plus avantdans ce chap
1. Given a sequence, or fragment of a sequence, find sequences in the database that are similar to it. This is a central problem in bioinformatics. We share such string-matching problems with many fields of computer science. For instance, word processing and editing programs support string-search functions.
2. Given a protein structure, or fragment, find protein structures in the database that are similar to it. This is the generalization of the string matching problem to three dimensions.
3. Given a sequence of a protein of unknown structure, find structures in the database that adopt similar three-dimensional structures. One is tempted to cheat - to look in the sequence data banks for proteins with sequences similar to the probe sequence: For if two proteins have sufficiently similar sequences, they will have similar structures. However, the converse is not true, and one can hope to create more powerful search techniques that will find proteins of similar structure even though their sequences have diverged beyond the point where they can be recognized as similar by sequence comparison.
4. Given a protein structure, find sequences in the data bank that correspond to similar structures. Again, one can cheat by using the structure to probe a structure data bank, but this can give only limited success because there are so many more sequences known than structures. It is, therefore, desirable to have a method that can pick out the structure from the sequence.
(1) and (2) are solved problems; such searches are carried out thousands of times a day. (3) and (4) are active fields of research.
Nombre de cellules/genes/protéines gaspillées pour arriver au bon résultat
Pro- viding ancillary tools allowing researchers to compare carefully the relationship be- tween new data and data that has been validated by experiments.
With the help of evolutionary principles, that informa- tion can be extrapolated to other species
La nécessité en bioinformatique de recourir à un nombre toujours croissant (plusieurs milliers aujourd'hui)d'outilsdisponiblessurleWebetdebanquesdedonnéesgénomiques-elles-mêmestoujours plus volumineuses-, rend urgent le besoin d'aider l'utilisateur par des procédures automatiques ; ontologies
Trasdisciplinarité = Ne pas attendre ni proposer la « solution à tout », mais plutôt, valider une hypothèse, mieux comprendre les règles de base et l'essence des systèmes, aboutir à une simulation qui fait apparaître un comportement inédit, une courbe de comportement, ou encore, inscrire dans une logique inattendue, les résultats expérimentaux
Les gènes contiennent des enregistrements de l’histoire de la vie sur Terre. On ignore si l’humain arrivera un jour à cette vérité absolue sur l’histoire de la vie sur Terre.
Mais une chose est sure si cela venait à arriver l’informatique aura sa part de mérite.
Other2 : e. The objective here is to interpret human annotations for protein function and also to develop databases representing graphs that can be queried for the existence of nodes (speci- fying reactions) and paths (specifying se- quences
Other3 : The tricky part of that assemblage is thatDNA has many repetitive regions and the same
fragment may belong to different regions.
Other 1! Many of
the above applications are already avail- able in websites. Their usage requires scripting that provides data for an appli- cation, receives it back, and then analyzes it.