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Quand des étudiants font avancer la génomique

  • Posté le : Lundi 9 Mars 2009

Grâce à une nouvelle approche pédagogique, les universités de Marseille et Orsay innovent dans la formation à la bioinformatique et la métagénomique.

Séquençage d'ADNSéquençage d'ADN sous UV.
© Pasquale Sorentino / LookatSciences

La métagénomique est une discipline qui consiste à séquencer l’ADN recueilli dans tout un écosystème microbien. En quelques années, elle a rempli les banques de données génétiques de milliards de nucléotides inexplorés. Un océan de données dans lequel aucun chercheur n’a encore jamais osé plonger. La solution à ce travail d’analyse titanesque provient peut-être du concept qu’a imaginé Pascal Hingamp, enseignant-chercheur à l’université de la Méditerranée à Marseille. Son système, baptisé Annotathon, est un environnement Internet pour l'apprentissage des méthodes d'analyse de séquence par informatique. Concrètement, cela consiste à mettre à contribution les étudiants pour décrypter ces nucléotides lors de travaux dirigés (TD).

Ayant importé cette approche pédagogique à l’université de Paris-Sud à Orsay, où il est professeur en biologie moléculaire, Daniel Gautheret explique : "Les étudiants travaillent sur des séquences d’ADN pêchées dans l’océan. On ne sait même pas à quel animal ce matériel génétique appartient. Puis des machines séquencent cet ADN dont 99 % s’avèrent inexplorés. Les étudiants vont sur un site web dédié, y ouvrent un compte, mettent leur séquence dans un panier, puis la compare avec des séquences dont on connaît déjà l’origine ou la fonction et qui sont référencées dans l’ordinateur. Ce travail par homologie se poursuit par de la phylogénie pour trouver à quelle espèce appartiennent ces séquences d’ADN."

Mais pourquoi confier à des opérateurs humains plutôt qu’à des ordinateurs un travail qui paraît aussi répétitif et algorithmique ? Si les annotateurs "humains" utilisent bien l’informatique pour réaliser leurs analyses de séquences génomiques, ce sont ensuite les interprétations des résultats qui font la valeur ajoutée de la méthode "humaine". Car les logiciels de bioinformatique génèrent d’énormes quantités de résultats bruts, mais ne savent que très mal les interpréter. Pour Daniel Gautheret, "l’intérêt scientifique de ce projet consiste à avancer plus rapidement en faisant travailler des milliers de personnes." Reste qu’il faudrait encore plusieurs siècles, même à ce rythme, pour venir à bout de l’ADN récolté. Mais, plus le projet s’étend à d’autres universités et plus il devient porteur. Ainsi, "il serait possible de distribuer trois fois la même séquence dans des groupes différents et, en cas d'annotations convergentes, de publier formellement le résultat dans une revue scientifique."

vue sur écran - Séquençage d'ADNVoici comment est traduit, sur écran, une séquence nucléotidique d'ADN.
© Michel Depardieu / Inserm
La démarche présente aussi et surtout un intérêt pédagogique. En plus d'acquérir la maîtrise des outils de bioinformatique, ces TD constituent un vrai travail de recherche. "Ils sont plus proches du stage en laboratoire que du TD classique. Les étudiants apprennent beaucoup. De quoi rompre avec l’approche traditionnelle de l’enseignement universitaire où les étudiants ré-analysent des données déjà connues dont les résultats sont prévisibles," explique Daniel Gautheret. L’un de ses anciens étudiants ayant suivi le programme Annotathon à Marseille puis à Orsay, Jonathan Lombard, confirme : "Jusque-là, j'avais toujours eu beaucoup de mal à travailler avec l'informatique. Cela a donc été très important de voir par moi-même quelles en étaient les applications possibles dans mon domaine. Le fait d'avoir un accès permanent et depuis n'importe où au réseau n'a fait que m'inciter à l'utiliser un maximum."

L’ex-professeur de Jonathan souligne : "À Marseille, où le programme existe depuis quatre ans, nous avons constaté une augmentation du niveau des étudiants dans les disciplines concernées." Le bilan de cette approche est donc extrêmement positif. Conscients d'être projetés sans filet à la frontière du savoir, les étudiants relèvent le défi et produisent un travail de grande qualité. "Nous attendons aussi de l’Annotathon qu’il aide à attirer les étudiants vers la recherche en génomique et bioinformatique." Aujourd’hui utilisée en licence à Marseille et en master à Orsay, la possibilité d'appliquer la démarche au lycée est également étudiée. De quoi peut-être, à terme, constituer progressivement un réseau international d’apprentis bioinformaticiens, qui contribuerait à transformer un océan de données expérimentales en connaissance du vivant.

CE QU'IL FAUT RETENIR

L'Annotathon c'est :

  • Une méthode pédagogique pour pratique la bioinformatique et la métagénomique.
  • La mise en réseau d’étudiants décryptant des génomes inconnus.
  • Un projet initié à Marseille, qui s’est développé au niveau international et notamment à Orsay.
  • Une démarche pédagogique qui pourrait bientôt être proposé aux lycéens.

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