Cours de génomique

Leçon 1 • Organisation du génome à travers le vivant

Examine les architectures génomiques procaryotes, eucaryotes et organellaires. Fournit un contexte pour interpréter la taille du génome, la densité en gènes et les éléments répétés.

Leçon 2 • Structure de l'ADN et propriétés chimiques

Couvre la composition en nucléotides, l'appariement des bases et la géométrie de la double hélice. Établit les fondements moléculaires nécessaires à la compréhension de la réplication et du séquençage.

Leçon 3 • Dogme central et expression génique

Retrace le flux d'information de l'ADN à l'ARN puis aux protéines. Relie les mécanismes de transcription et de traduction aux applications aval de génomique fonctionnelle.

Leçon 4 • Bases de la génétique mendélienne et des populations

Passe en revue les modes de transmission, les fréquences alléliques et l'équilibre de Hardy-Weinberg. Fonde les étudiants dans la logique statistique sous-tendant les études d'association pangénomique.

Leçon 1 • Plateformes de séquençage à longs fragments

Couvre les approches de séquençage en temps réel d'une seule molécule et par nanopores. Met en évidence les avantages pour la résolution des régions répétées et des variants structuraux.

Leçon 2 • Métriques de qualité du séquençage et sélection de la plateforme

Introduit les scores Q, la profondeur de couverture et les références de taux d'erreur. Équipe les étudiants pour choisir les plateformes en fonction des exigences du projet et des contraintes budgétaires.

Leçon 3 • Conception de la banque de séquençage

Aborde les stratégies de fragmentation, de ligature d'adaptateurs, de sélection de taille et d'enrichissement. Impacte directement la qualité des données et la réussite des analyses aval.

Leçon 4 • Principes du séquençage Sanger

Explique la chimie de terminaison de chaîne et la lecture par électrophorèse capillaire. Établit le point de référence pour évaluer la précision des plateformes plus récentes.

Leçon 1 • Formats de fichiers génomiques

Explique les formats FASTQ, FASTA, BAM, VCF, BED et GFF ainsi que leurs champs. Assure que les étudiants peuvent analyser, valider et convertir des fichiers tout au long du pipeline d'analyse.

Leçon 2 • Gestion des flux de travail et reproductibilité

Présente les frameworks de pipelines, le contrôle de version et la conteneurisation pour une analyse reproductible. Prépare les étudiants à construire des flux de travail génomiques audités et partageables.

Leçon 3 • Algorithmes d'alignement de séquences

Couvre Smith-Waterman, Needleman-Wunsch et les heuristiques de graine et d'extension. Relie la logique algorithmique à la précision et à la vitesse des aligneurs modernes.

Leçon 4 • Bases de l'environnement en ligne de commande

Introduit le shell Unix, la navigation dans les fichiers et les commandes de manipulation de texte. Fournit les bases opérationnelles pour exécuter tous les logiciels de bioinformatique.

Leçon 1 • Écrêtage et filtrage des fragments

Applique la suppression des adaptateurs et l'écrêtage basé sur la qualité pour améliorer les taux d'alignement. Équilibre un écrêtage agressif avec la préservation de la longueur des fragments pour un alignement optimal.

Leçon 2 • Évaluation de la qualité des fragments bruts

Utilise des outils de contrôle qualité pour évaluer la qualité par base, le contenu GC et la contamination par adaptateurs. Identifie les problèmes avant qu'ils ne se propagent dans les étapes aval.

Leçon 3 • Alignement sur le génome de référence

Exécute des aligneurs pour fragments courts et longs contre des génomes de référence et interprète les statistiques d'alignement. Produit des fichiers BAM triés et indexés pour l'appel de variants.

Leçon 4 • Analyse de la couverture et visualisation

Calcule les statistiques de profondeur de couverture et visualise les alignements dans les navigateurs de génome. Confirme une couverture adéquate avant de procéder à l'appel de variants.

Leçon 1 • Appel de variants somatiques

Détecte les mutations somatiques de basse fréquence en comparant les échantillons tumoraux et normaux. Aborde les défis uniques de l'hétérogénéité tumorale et de l'estimation de la pureté.

Leçon 2 • Annotation fonctionnelle des variants

Annote les variants avec la conséquence génique, la fréquence dans la population et les prédictions de pathogénicité. Transforme les listes brutes de variants en résultats biologiquement interprétables.

Leçon 3 • Filtrage des variants et contrôle qualité

Applique des filtres stricts et un recalibrage par apprentissage automatique pour éliminer les faux positifs. Équilibre la sensibilité et la spécificité pour l'application visée.

Leçon 4 • Détection des variants structuraux

Identifie les délétions, duplications, inversions et translocations en utilisant les signaux de fragments scindés et de paires appariées. Étend la découverte de variants au-delà des SNP et des petits indels.

Leçon 1 • Évaluation de la qualité de l'assemblage

Évalue les assemblages en utilisant les statistiques N50, la complétude BUSCO et les métriques basées sur la référence. Identifie les erreurs d'assemblage et les lacunes avant l'annotation aval.

Leçon 2 • Génomique comparative et synténie

Aligne plusieurs génomes pour identifier les régions conservées, les orthologues et les réarrangements. Révèle l'histoire évolutive et les éléments génomiques sous contrainte fonctionnelle.

Leçon 3 • Échafaudage du génome et comblement des lacunes

Utilise le Hi-C, la cartographie optique et les longs fragments pour ordonner et orienter les contigs en chromosomes. Produit des assemblages à l'échelle chromosomique adaptés à l'annotation.

Leçon 4 • Algorithmes d'assemblage de novo

Explique les approches de recouvrement-consensus et de graphe de de Bruijn pour assembler les fragments. Relie le choix algorithmique à la longueur des fragments, à la couverture et à la complexité du génome.

Leçon 1 • Méthodes de quantification des transcrits

Compare les stratégies de quantification basées sur l'alignement et le pseudo-alignement pour l'estimation de l'expression. Produit des matrices de comptage utilisées dans l'analyse de l'expression différentielle.

Leçon 2 • Génomique de la chromatine et régulation

Introduit ChIP-seq, ATAC-seq et Hi-C pour cartographier les interactions protéine-ADN et l'état de la chromatine. Relie les données régulatrices aux profils d'expression génique.

Leçon 3 • Enrichissement en voies et en ensembles de gènes

Utilise des méthodes de surreprésentation et d'enrichissement classé pour interpréter biologiquement les listes de gènes. Traduit les résultats statistiques en hypothèses biologiques mécanistiques.

Leçon 4 • Conception expérimentale en RNA-Seq

Couvre la réplication, les effets de lot, la sélection du type de banque et la planification de la profondeur de séquençage. Prévient les échecs analytiques causés par de mauvais choix de conception expérimentale.

Leçon 1 • Applications en génomique du cancer

Analyse la charge mutationnelle tumorale, les signatures mutationnelles et l'identification des gènes conducteurs. Relie les découvertes génomiques à la sélection de thérapies ciblées et au pronostic.

Leçon 2 • Interprétation clinique des variants

Applique des cadres de classification fondés sur des preuves pour évaluer la pathogénicité des variants. Prépare les étudiants à communiquer les résultats génomiques dans des contextes diagnostiques.

Leçon 3 • Implications éthiques, juridiques et sociales

Examine le consentement éclairé, la confidentialité des données, l'équité et le partage responsable des données en génomique. Équipe les étudiants pour naviguer dans les défis éthiques en recherche et en pratique clinique.

Leçon 4 • Études d'association pangénomique

Conçoit et analyse des GWAS pour identifier les loci génétiques associés à des traits complexes. Couvre le contrôle qualité, la correction de la stratification de la population et l'interprétation des résultats.