Département des Sciences et technologies

2024-2025

Avenue Victor Maistriau 8a
7000 Mons

Fiche ects de l'unité d'enseignement #2377 intitulée :

Projet de recherche : recueil et exploitation de données omiques

Master en Sciences de l'Ingénieur industriel orientation Life data technologies / Cycle 2 Bloc 2

Informations

Responsable d'UE : Renaud VAN DAMME

Bloc : MA2 LDT

Période : 1er quadrimestre

Durée : 54 h

Crédits : 3 ects

UE Prérequises : aucune

UE Corequises : aucune

Activités d'apprentissage (AA)

Connaissances et compétences préalables

Utilisation et Administration de Unix
Anglais
Sequencage Nouvelle Génération, Analyse d'un génome, annotation du genome

Contribution aux objectifs du référentiel de compétences de l'ARES

-

Acquis d'apprentissage spécifiques

Apprendre les differentes methodes d'analyse omique (Metagenomics: targeted, untargeted assembly-free, untargeted shotgun; functional metagenomics; metatranscriptomics)

Contenu des AA

Projet omique

Apprendre les differentes methodes d'analyse omique (Metagenomics: targeted, untargeted assembly-free, untargeted shotgun; functional metagenomics; metatranscriptomics)

Traiter, analyser et évaluer des donnees de sequencage targeted(16s,18s,ITS) via des logiciels et pipelines (R, DADA2, Phyloseq)

Traiter, analyser et évaluer des donnees de sequencage untargeted shotgun(long-read, short-read) via des logiciels et pipelines (Flye, MUFFIN, fastqc, sickle, megahit, bowtie2, samtools, metabat2, checkM, Prokka, sourmash,etc)

Traiter, analyser et évaluer des donnees de sequencage untargeted assembly-free (long-read, short-read) via des logiciels et pipelines (fastqc,Kraken,R, Pavian)

Utiliser des resources en ligne tel que Galaxy Project pour automatiser et maintenir une reproductibilité.

Computational biology project

  1. Visualisation et analyse des structures biomoléculaires :
    • Utilisation de bases de données de structures comme la Protein Data Bank (PDB).
    • Comparaison de la qualité des structures expérimentales (par rayons X et RMN).
    • Visualisation des protéines et de leurs complexes avec des ligands à l’aide du logiciel PyMOL.
    • Analyse de la compacité du cœur protéique et des interactions enzyme-ligand.
  2. Classification et alignement des structures protéiques :
    • Recherche de domaines protéiques et classification de protéines à partir de bases de données comme UniProt.
    • Superposition de structures et analyse des alignements par des outils bioinformatiques tels que ClustalOmega et PDBeFold.
  3. Prédiction de la structure secondaire et maladies conformationnelles :
    • Comparaison de plusieurs programmes de prédiction de structures secondaires (GOR IV, HNN, Sympred).
    • Analyse de performances de ces programmes sur des exemples spécifiques et sur des protéines liées à des maladies conformationnelles.
  4. Prédiction de la structure tridimensionnelle :
    • Modélisation comparative des protéines par des approches manuelles, semi-automatiques (HHPred, Modeller) et automatiques (SwissModel).
    • Reconnaissance de replis protéiques par genTHREADER.
    • Comparaison de modèles prédits, incluant un modèle généré par AlphaFold.

Répartition des heures

Projet omique : 8 h de théorie, 20 h d'exercices/Labos, 10 h de travaux

Computational biology project : 16 h d'exercices/Labos

Méthodes d'enseignement

Projet omique : cours magistral, travaux de groupes, approche interactive, étude de cas, utilisation de logiciels

Computational biology project : approche par projets

Langues d'enseignement

Projet omique : français, anglais

Computational biology project : anglais

Supports

Projet omique : copies de présentations, notes de cours, tuto en ligne (github et galaxyproject)

Computational biology project : notes d'exercices, activités sur eCampus

Ressources bibliographiques

Projet omique

github training: https://github.com/RVanDamme/Metagenomics_course
Core Papers: https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/mgen/10.1099/mgen.0.000409
https://www.nature.com/articles/nbt.3935/figures/1
https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/metagenomics
Additional read: https://www.nature.com/articles/nbt.3935
https://www.nature.com/articles/srep01968
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.613791/full
https://academic.oup.com/bib/article/22/6/bbab330/6358409
https://academic.oup.com/bib/article/21/2/584/5363831
https://www.nature.com/articles/s42003-021-02510-6
https://bmcbioinformatics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12859-020-03667-3
Tools:

MUFFIN: https://github.com/RVanDamme/MUFFIN & https://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1008716
metaWRAP: https://github.com/bxlab/metaWRAP & https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-018-0541-1
Flye: https://github.com/fenderglass/Flye & https://www.nature.com/articles/s41592-020-00971-x
Kraken2: https://github.com/DerrickWood/kraken2 & https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1891-0

Computational biology project

/

Évaluation et pondération

Méthode d'évaluation : note globale à l'UE

Langues d'évaluation : français, anglais

Modalités d'évaluation :

-Projet omique

Travail continu 40%, non remediable
Présentation oral du travail de groupe 40%, rémédiable
Rapport ecrit du travail de groupe 20%, rémédiable

-La présence au seminaire et à la visite d'entreprise est obligatoire sans quoi la note de l'UE sera "ABS"

Report de note d'une année à l'autre pour l'AA réussie en cas d'échec à l'UE :