Méthodes de phylogénie

Durée

20h Th, 30h TD

Nombre de crédits

Enseignant

Denis Baurain

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Ce cours vise à donner les bases théoriques et pratiques en méthodologie phylogénétique.

• Rappels de phylogénie (moléculaire)
• Alignement de séquences - alignement global (NW), alignement local (SW, BLAST), alignement multiple (ClustalW) et profiles
• Parcimonie - arbres phylogénétiques, longueur d'un arbre (algorithme de Fitch) et heuristiques de recherche
• Méthodes de distance - matrices de distance, W(U)PGMA, NJ et modèles d'évolution des séquences
• Méthodes probabilistes - vraisemblance (principe, algorithmes, modèles, avantages et sélection de modèle), support statistique et congruence, inférence bayésienne (principe et algorithmes), horloges moléculaires assouplies
• Phylogénomique - principe, erreurs stochastiques et systématiques, super-arbres, super-matrices, modèle CAT, applications

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

• Savoir : Au terme de ce cours, les étudiants seront capables d'expliquer les principaux concepts, méthodes et algorithmes utilisés en phylogénie. Ils pourront faire une présentation intuitive des méthodes probabilistes et justifier leur usage préférentiel par rapport aux autres approches. Cela suppose avant tout d'avoir COMPRIS la matière. En ce sens, ce cours est sans doute différent d'autres matières du cursus en biologie, dont la simple restitution à l'examen peut parfois suffire.
• Savoir-faire : Pour certains algorithmes (précisés en classe), une APPLICATION sur papier d'un petit exemple fourni pourra être demandée.
• Savoir-faire : La démarche d'analyse d'un jeu de données à des fins phylogénétiques aura été abordée au cours de séances de travaux pratiques sur ordinateur. Les étudiants seront donc en mesure de la reproduire concrètement sur un jeu de données personnel;
• Savoir-faire : La déclinaison à 5 crédits de ce cours impose en outre à l'étudiant de réaliser un projet personnel plus conséquent. Cela lui permettra d'acquérir une maîtrise plus importante des concepts et aspects pratiques de l'analyse phylogénétique (au-delà des outils abordés lors des travaux pratiques).

Savoirs et compétences prérequis

Le cours ne suppose pas de prérequis en informatique, mais s'appuie sur une connaissance minimale des mathématiques et de la génétique moléculaire. En principe, le niveau nécessaire dans ces deux matières est celui atteint à la sortie de la 3è année de baccalauréat en biologie.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

• Exposés théoriques, démonstrations et exercices dirigés : 8 x 2h30.
• Travaux pratiques sur ordinateur (Seaview et R) : 4 x 4h.
• Projet personnel avec rapport écrit (étude phylogénétique complète sur un sujet à déterminer).

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Il s'agit d'un cours en présentiel. L'assistance au cours est vivement encouragée car celui-ci est conçu de sorte à faciliter la compréhension et l'assimilation de la matière. Le projet personnel sera organisé sous la forme d'un coaching individuel.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Les travaux pratiques feront usage du livre ci-dessous, mais il n'est pas demandé aux étudiants de l'acquérir : Paradis E. (2012) Analysis of Phylogenetics and Evolution with R, 2nd edition, Springer, 386 pages http://www.springer.com/978-1-4614-1742-2 http://ape-package.ird.fr/APER.html

Modalités d'évaluation et critères

L'évaluation est en deux parties :

• 40% : examen écrit (session de janvier) comportant trois questions de savoir (théorie à expliquer) et une question de savoir-faire (algorithme à appliquer);
• 15% : examen de travaux pratiques (hors session) au cours duquel il faut analyser un jeu de données inédit;
• 45% : rapport écrit sur le projet personnel.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

La prise de notes sur un ordinateur portable ou une tablette est autorisée. Les étudiants sont néanmoins encouragés à ne pas "surfer" ni "chatter" au cours.

Contacts

Prof. Denis Baurain Institut de Botanique B22 (P70) denis.baurain@ulg.ac.be
Assistant: Dr. Damien Sirjacobs Institut de Botanique B22 (P70) 04/366.38.54 D.Sirjacobs@ulg.ac.be