La biologie numérique : une transformation inévitable de la biologie, de nouvelles opportunités pour enseigner, pour l'esprit critique ... et une exigence institutionnelle

La biologie numérique : une transformation inévitable de la biologie, de nouvelles opportunités pour enseigner, pour l'esprit critique ... et une exigence institutionnelle

La biologie est profondément transformée par le numérique, et l'accès - désormais aisé en classe - à des données scientifiques authentiques offre de nombreuses opportunités de vérifier, d'éprouver et de manipuler pour les élèves et les enseignants.

La culture numérique devient une exigence pour chaque discipline, mais ce que cela peut signifier concrètement, et ce que cela pourrait apporter en classe n'a peut-être pas encore été suffisamment partagé et discuté avec les enseignants,…  Depuis 2002, le DIP collabore avec le SIB Institut Suisse de Bioinformatique pour offrir des formations aux enseignants. Notamment un projet: La biologie numérique : quelles opportunités pour mieux enseigner ? a élaboré et testé de nombreux scénarios (explication du projet Teaching with digital biology: ici ). On y trouve plus de 24 exemples en génétique, en évolution, en écologie, en physio, en immunologie, etc. Par exemple

Preuve de l'évolution par la comparaison de protéines chez différentes espèces

Etablir l'alignement et une phylogénie

Trouver la date de divergence évolutive de deux espèces

Ainsi que 10 autres proposés par le SIB.

                    Justement le SIB propose une nouvelle histoire consacrée à la relation hôte-parasite : https://lightofevolution.org/zombieland/

Une formation continue PO 425 avec marie-Claude Blatter du SIB et François Lombard propose une demi-journée pour s'initier et en découvrir quelques uns : Les opportunités de la biologie numérique : quelques applications en classe
Délai pour l'inscription : 02 octobre 2024

Message de Marie-Claude Blatter

Nous avons mis en ligne sur notre site LightOfEvolution.org une nouvelle histoire consacrée à la relation hôte-parasite : https://lightofevolution.org/zombieland/

 Zombieland est l'histoire du champignon O. unilateralis infecte certaines fourmis et qui manipule leur comportement dans le but de favoriser sa propre reproduction et survie, mais pas seulement.

 Le parasitisme est omniprésent dans le monde vivant et constitue un élément majeur de la biodiversité et du fonctionnement des écosystèmes. Le monde des parasites illustre l'incroyable adaptabilité des organismes et la variété des stratégies de reproduction.

 L'étude de l'évolution des relations qui existent entre les parasites et leurs hôtes est un aspect important de l'écologie évolutive. Un des objectifs est de reconstituer ce qui s'est passé au cours de l'évolution des populations 'hôtes' et 'parasites'.

Que se passe-t-il au niveau moléculaire ? Que sait-on de la co-évolution hôte-parasite ?

 Pour en découvrir plus sur ce monde fascinant : https://lightofevolution.org/zombieland/

 Marie-Claude Blatter, pour l'équipe Light Of Evolution.

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A propos du site LightOfEvolution.org

 Le site web LightOfEvolution.org a été créé en décembre 2021. Il donne accès à des histoires d'évolution, à des activités à faire en ligne et/ou en classe, à des données à analyser manuellement ou à l'aide d'outils bioinformatiques, et à des liens vers les publications scientifiques. Il est accessible en français, anglais et allemand.

 Les autres histoires :

• Ce qui peut faire une différence : (https://lightofevolution.org/ce-qui-peut-faire-une-difference/ & https://lightofevolution.org/ce-qui-peut-faire-une-difference-a-vous-de-jouer/) : nous sommes tout.e.s différent.e.s. Certaines de ces particularités sont bien visibles et évidentes, comme la couleur des yeux ou la texture des cheveux, alors que d'autres demeurent invisibles, telles que le groupe sanguin ou la résistance à un virus. Les chercheurs s'efforcent d'identifier les variations génétiques liées à un caractère héréditaire spécifique. Pourquoi certaines variations génétiques se répandent-elles plus rapidement que d'autres au fil des générations ?  Les chercheurs se posent beaucoup de questions, mais trouver les réponses n'est pas si simple !
• Banana split (https://lightofevolution.org/banana-split/ & https://lightofevolution.org/banana-split-a-vous-de-jouer/ & OhMyGenes.org) : nous partageons 98 % de nos gènes avec le chimpanzé et 25 % de nos gènes avec la banane. Comment faire ces calculs ? Quelles fonctions biologiques sont conservées entre ces différentes espèces ? OhMyGenes.org permet de calculer ces fameux pourcentages (il est possible de comparer 17 espèces), de créer des mèmes sympathiques et d'avoir accès aux données scientifiques (nombre de gènes, nombre de gènes en commun, date de divergence des espèces en question).
• Dinopoulet (https://lightofevolution.org/dinopoulet/ & https://lightofevolution.org/dinopoulet-a-vous-de-jouer/): quelles sont les preuves génétiques du lien entre les dinosaures et les oiseaux ? Quelles démarches ont été faites ? Quelles données ont été analysées ?
• Les Mystères des Grecs anciens (https://lightofevolution.org/les-mysteres-des-anciens-grecs/  &  https://lightofevolution.org/mysteres-ancients-grecs-a-vous-de-jouer/): en utilisant des données génétiques de plusieurs individus ayant vécu à âge du bronze, entre 3000 et 2000 av. J.-C., des scientifiques ont pu déterminer leur origine, dresser leur 'portrait-robot génétique' et savoir si ils étaient tolérants au lactose !
• Cancer (r) évolution : (https://lightofevolution.org/cancerevolution/ & https://lightofevolution.org/cancerevolution-a-vous-de-jouer/): étudier le cancer en adoptant une vision évolutive permet en effet d'apporter un nouvel éclairage sur la complexité des différents processus en jeu au sein d'une tumeur. Hétérogénéité génétique, compétition pour les nutriments, résistance aux traitements… Evolution linéaire, évolution ramifiée, évolution neutre ou évolution ponctuelle… Mieux comprendre ces processus permet d'avoir un impact sur le traitement !
• Chasse aux variants (https://lightofevolution.org/chasse-aux-variants/ & https://lightofevolution.org/chasse-aux-variants-a-vous-de-jouer/):  une histoire et des activités pour mieux comprendre l'évolution de SARS-CoV-2, les données à la disposition des chercheurs, les analyses effectuées pour suivre la pandémie (via les eaux usées par exemple) et l'impact des variants sur la biologie du virus.
• Des gènes en bonus : (https://lightofevolution.org/des-genes-en-bonus/ & https://lightofevolution.org/des-genes-en-bonus-a-vous-de-jouer/ ) : les gènes qui sont transférés d'une espèce à l'autre apportent de nouvelles fonctions ou de nouvelles caractéristiques à l'espèce qui reçoit ces gènes en bonus. Des gènes de virus, par exemple, ont façonné l'évolution des mammifères – environ 8 % du génome humain est d'origine virale. Certains insectes ont 'volé' un gène à leur plante préférée pour déjouer les mécanismes de défense de la plante. Les bactéries s'échangent des gènes de résistance aux antibiotiques et parfois aussi des gènes permettant de digérer les sushis…Le transfert horizontal de gènes pourrait également avoir joué un rôle clé dans l'origine de la reproduction sexuée !

For the general public

 LightOfEvolution.org

www.chromosomewalk.ch

www.atelier-drug-design.ch

http://education.expasy.org/bioinformatique/

Marie-Claude Blatter PhD, Swiss-Prot Outreach Manager SIB | Swiss Institute of Bioinformatics 1, rue Michel Servet - CH 1211 Geneva 4 - Switzerland t +41 22 379 49 31 Marie-Claude.Blatter@sib.swiss - www.sib.swiss

Références:

• Lombard, F., Dacosta, J., & Weiss, L. (2023). Teaching with digital biology: Opportunities from authentic sequences and 3D models. Progress in Science Education, 6(3), pp 80-98, https://doi.org/10.25321/prise.2023.1389
• Lombard, F., Schneider, D. K., & Weiss, L. (2020). Jumping to science rather than popularizing : A reverse approach to update in-service teacher scientific knowledge. Progress in Science Education (PriSE), 3(2), 54‑60. https://doi.org/10.25321/prise.2020.1005