LP2 Bio-industries et Biotechnologies - Recherche et développement, plateformes technologiques

Exploiter les organismes vivants ou leurs constituants en recherche, développement et bioproduction : Connaître les principes moléculaires de la multiplication d’un organisme Connaître les principes fondamentaux de la transmission de l’information génétique Effectuer une recherche bibliographique pertinente Mettre en œuvre des techniques en biologie moléculaire et en génie génétique Préparer les réactifs et les solutions de travail Préparer des milieux de culture Mettre en œuvre des techniques en microbiologie Maîtriser le vocabulaire scientifique de laboratoire en anglais et en français

Appliquer les bonnes pratiques de laboratoire : Maîtriser et mettre en œuvre les règles d’hygiène et de sécurité, Choisir et utiliser les instruments de laboratoire conformément aux prescriptions d’usage. Assurer la traçabilité des données en tenant un cahier de laboratoire, de façon à ce que les travaux puissent être contrôlés et/ou reproduits.

Mettre en œuvre un protocole : Être capable d’appliquer une méthode ou un protocole, avec rigueur, ainsi que l’adapter ou l’optimiser Effectuer des mesures techniquement rigoureuses, fiables et répétables

Collecter, organiser et valider des données expérimentales : Être capable de définir les témoins nécessaires à la bonne interprétation des résultats Être capable de représenter les résultats expérimentaux sous la forme la plus appropriée (tableaux, courbes, histogrammes, légendes)

Interpréter les résultats

Organiser son activité travail

Communiquer à l’oral et l’écrit : utiliser un langage scientifique rigoureux et adapté

Cours et TD en support du TP : - Histoire de la Biologie Moléculaire. Grands acteurs. - Macromolécules informatives et flux d’informations - Structure de l’ADN - Réplication - Structure des ARNs - Transcription - Traduction - Les différents niveaux de régulation de l’expression des gènes chez les procayotes

- Introduction à la génétique : histoire de la génétique et expériences clés, du gène à la mutation - génétique microbienne : transformation, mobilisation et conjugaison. - Méiose - notions de Mutants, Mutation et réparation de l’ADN, crible génétique + et – - déterminisme génétique, loi de transmission des caractères, notion de gènes 1ère loi de Mendel

TP : Sur 60 h réparties sur 3 semaines, réalisation d’expériences permettant d’acquérir de bonnes pratiques de laboratoire tout en participant à l’identification de nouveaux gènes impliqués dans le métabolisme respiratoire mitochondrial chez la levure Saccharomyces cerevisiae.

• Amplifier et cloner les gènes d’intérêt dans un vecteur navette d’expression

Techniques :   Extraction et purification d’ADN, PCR, clonage moléculaire, transformation de bactéries et de levure

Les enseignements, cours magistraux et TD sont en organisés, pour partie, de manière à alimenter la mise en œuvre des travaux pratiques qui consistent à étudier les besoins cellulaires de la bactérie Escherichia coli et le métabolisme de la levure Saccharomyces cerevisiae

Les connaissances seront évaluées sous forme de contrôles continus (écrit, oral, cahier de laboratoire) ainsi qu’une épreuve de synthèse. Un volume horaire sera dédié à l’accompagnement personnalisé sous forme de soutien.

Savoir exploiter les organismes vivants ou leurs constituants en recherche, développement et bioproduction : Connaître les règles et conditions de croissance des micro-organismes en laboratoire Connaître les grandes règles du métabolisme et les relier aux conditions de culture en laboratoire Effectuer une recherche bibliographique pertinente Préparer les réactifs et les solutions de travail Préparer des milieux de culture Mettre en œuvre des techniques en microbiologie Mettre en œuvre des techniques en génie fermentaire Maîtriser le vocabulaire scientifique de laboratoire anglais et en français

Appliquer les bonnes pratiques de laboratoire : Maîtriser et mettre en œuvre les règles d’hygiène et de sécurité, Choisir et utiliser les instruments de laboratoire conformément aux prescriptions d’usage. Assurer la traçabilité des données en tenant un cahier de laboratoire, de façon à ce que les travaux puissent être contrôlés et/ou reproduits.

Mettre en œuvre un protocole : Être capable d’appliquer une méthode ou un protocole, avec rigueur, ainsi que l’adapter ou l’optimiser Effectuer des mesures techniquement rigoureuses, fiables et répétables

Collecter, organiser et valider des données expérimentales : Être capable de définir les témoins nécessaires à la bonne interprétation des résultats Être capable de représenter les résultats expérimentaux sous la forme la plus appropriée (tableaux, courbes, histogrammes, légendes)

Interpréter les résultats

Organiser son activité travail

Communiquer à l’oral et l’écrit : utiliser un langage scientifique rigoureux et adapté

Cours et TD en support du TP : • Histoire de la microbiologie et grands acteurs • Composition et organisation de la cellule microorganismes • Nutrition, métabolisme et croissance des microorganismes en milieu naturel • Microbiologie au laboratoire, identification et méthodes de culture • Les levures et leurs usages en biotechnologies • Les bactéries lactiques et leurs usages en biotechnologies • Escherichia coli • Notions de virologie

• Métabolisme, bioénergétique et mécanismes de transport • Métabolisme central (Glycolyse, pyruvate) • Cycle de Krebs • Respiration/fermentation • Exemples de biosynthèses • Photosynthèse

TP : Sur 45h réparties sur 2 semaines, génie microbiologique et fermentation • Etude des besoins cellulaires de la bactérie Escherichia coli • Etude du métabolisme de la levure Saccharomyces cerevisiae

Manipulation de bioréacteurs couplés à une HPLC pour l’analyse des acides organiques.   Mesure des coefficients de transfert en O2. Maitrise des cinétiques de croissance bactérienne et levurienne, analyse des besoins nutritionnels (C,N,O) et gestion du métabolisme microbien (oxydatif ou fermentaire).

Les enseignements, cours magistraux et TD sont en organisés, pour partie, de manière à alimenter la mise en œuvre des travaux pratiques qui consistent Les connaissances seront évaluées sous forme de contrôles continus (écrit, oral, cahier de laboratoire) ainsi qu’une épreuve de synthèse.   Un volume horaire sera dédié à l’accompagnement personnalisé sous forme de soutien

Exploiter les organismes vivants ou leurs constituants en recherche, développement et bioproduction : Connaître les principes moléculaires de la multiplication d’un organisme eucaryote Être capable de faire le lien entre l’architecture d’une cellule eucaryote et l’expression des gènes Effectuer une recherche bibliographique pertinente Mettre en œuvre des techniques en biologie moléculaire et cellulaire Mettre en œuvre des techniques utilisant des anticorps Maîtriser le vocabulaire scientifique laboratoire en anglais et en français

Appliquer les bonnes pratiques de laboratoire : Maîtriser et mettre en œuvre les règles d’hygiène et de sécurité, Choisir et utiliser les instruments de laboratoire conformément aux prescriptions d’usage. Assurer la traçabilité des données en tenant un cahier de laboratoire, de façon à ce que les travaux puissent être contrôlés et/ou reproduits.

Mettre en œuvre un protocole : Être capable d’appliquer une méthode ou un protocole, avec rigueur, ainsi que l’adapter ou l’optimiser Effectuer des mesures techniquement rigoureuses, fiables et répétables

Collecter, organiser et valider des données expérimentales : Etre capable de définir les témoins nécessaires à la bonne interprétation des résultats Être capable de représenter les résultats expérimentaux sous la forme la plus appropriée (tableaux, courbes, histogrammes, légendes)

Interpréter les résultats

Organiser son activité travail

Communiquer à l’oral et l’écrit : utiliser un langage scientifique rigoureux et adapté

Cours et TD en support du TP : • Organisation et fonctionnement de la cellule eucaryote

• Les organites
• Le génome eucaryote
• Le support de l’information génétique
• Le cytosquelette
• Les membranes biologiques
• Du gène à la protéine

• Méthodes d'étude de la cellule eucaryote : du gène à la protéine fonctionnelle • Bases d’immunologie

TP : Sur 45 h réparties sur 2 semaines, réalisation d’expériences permettant d’acquérir de bonnes pratiques de laboratoire tout en participant à des travaux permettant l’étude de l'ultrastructure de la cellule eucaryote animale et végétale et alliant techniques de biologie cellulaire, biochimie et microscopie en fluorescence.

Les enseignements, cours magistraux et TD sont en organisés, pour partie, de manière à alimenter la mise en œuvre des travaux pratiques qui consistent à étudier l'ultrastructure de la cellule eucaryote animale et végétale par des techniques alliant la biologie cellulaire, la biochimie et la microscopie en fluorescence. Les connaissances seront évaluées sous forme de contrôles continus (écrit, oral, cahier de laboratoire) ainsi qu’une épreuve de synthèse. Un volume horaire sera dédié à l’accompagnement personnalisé sous forme de soutien.

Savoir exploiter les organismes vivants ou leurs constituants en recherche, développement et bioproduction : Connaître la nature et les caractéristiques physicochimique des constituants des protéines, ainsi que les règles de repliements des peptides Connaître les principes fondamentaux d’enzymologie Effectuer une recherche bibliographique pertinente Préparer les réactifs et les solutions de travail Mettre en œuvre des techniques en microbiologie Mettre en œuvre des techniques en biochimie et en enzymologie Maîtriser le vocabulaire scientifique de laboratoire en anglais et en français

Appliquer les bonnes pratiques de laboratoire : Maîtriser et mettre en œuvre les règles d’hygiène et de sécurité, Choisir et utiliser les instruments de laboratoire conformément aux prescriptions d’usage. Assurer la traçabilité des données en tenant un cahier de laboratoire, de façon à ce que les travaux puissent être contrôlés et/ou reproduits.

Mettre en œuvre un protocole : Être capable d’appliquer une méthode ou un protocole, avec rigueur, ainsi que l’adapter ou l’optimiser Effectuer des mesures techniquement rigoureuses, fiables et répétables

Collecter, organiser et valider des données expérimentales : Etre capable de définir les témoins nécessaires à la bonne interprétation des résultats Être capable de représenter les résultats expérimentaux sous la forme la plus appropriée (tableaux, courbes, histogrammes, légendes)

Interpréter les résultats

Organiser son activité travail

Communiquer à l’oral et l’écrit : utiliser un langage scientifique rigoureux et adapté

Cours et TD en support du TP : • Composition et structure des protéines Les acides aminés : propriétés physico-chimiques, les réactions acido-basiques appliqués aux acides aminés, liaisons non-covalentes, structure primaire, secondaire, tertiaire, quaternaire • Catalyse enzymatique Les lois de la thermodynamique, enthalpie, entropie, énergie libre de Gibbs, représentation graphique de la variation de l’énergie libre de Gibbs pour une réaction chimique, état de transition, énergie d’activation, constante d’équilibre, calcul de la variation d’énergie libre pour une réaction chimique, réactions couplées • Cinétique enzymatique Suivi d’une réaction enzymatique (test d’activité continu ou discontinu), définition de vitesse de réaction, coefficient de vitesse, définition de la vitesse initiale, l’équation de Michaelis et Menten, constantes cinétiques, représentation Lineweaver-Burk, signification des constantes cinétiques, Mécanismes d’inhibition réversible des enzymes (inhibition compétitive, non-compétitive et in-compétitive)

TP : Au cours de 60h de travaux pratiques répartis sur 2 semaines, les étudiants réaliseront une suite d’expérimentations alliant différentes techniques de microbiologie et de biochimie pour produire en masse une enzyme purifiée, la lipase du champignon Fusarium solani pisi surexprimée chez la bactérie Eschirichia coli. C’est une enzyme à intérêt biotechnologique dans les domaines de l’agroalimentaire, de la pharmacie et des cosmétiques.

Les enseignements, cours magistraux et TD sont en organisés, pour partie, de manière à alimenter la mise en œuvre des travaux pratiques qui consistent en la production et la purification d’une lipase à intérêt biotechnologique afin d’en mesurer les caractéristiques enzymatiques. Les connaissances seront évaluées sous forme de contrôles continus (écrit, oral, cahier de laboratoire) ainsi qu’une épreuve de synthèse.   Un volume horaire sera dédié à l’accompagnement personnalisé sous forme de soutien.

E xploiter les organismes vivants ou leurs constituants en recherche, développement et bioproduction : Connaître les grands principes de la chimie nécessaire à la bonne compréhension des grands principes de la biologie et des analyses Connaître le principe de fonctionnement des méthodes d’analyse Biochimique, biophysique et moléculaire Préparer les réactifs et les solutions de travail Maîtriser le vocabulaire scientifique de laboratoire en anglais et en français

Communiquer à l’oral et l’écrit : utiliser un langage scientifique rigoureux et adapté

En appuie aux autres UEs de la formation : • Chimie générale : - La matière (atomes, molécules et ions, liaisons inter et intramoléculaires) - La mole et les masses molaires - Chimie des solutions (calculs des concentrations, dissolution, électrolytes, solubilité…) - Réactions chimiques (stœchiométrie, conservation de la matière)Thermodynamique chimique (1er principe, 2nd principe, prédire le sens des réactions) - Equilibres - Cas particulier des équilibres acido-basiques. • Chimie organique : - Connaissance des fonctions, notion de valence - Stéréochimie : Rappel config absolue C asymétrique. Représentationsdes molécules organiques Cram, Fisher) appliquées aux molécules biologiques : sucres linéaires, acides aminés. - Réactivité chimique : configuration électronique des atomes; polarité des liaisons; effet inductif, effet mésomère; intermédiaires réactionnels, nucléophiles et électrophiles; classification des réactions possibles avec les différentes fonctions. • Méthodes de biologie moléculaire, biophysique et Biochimique : - pHmétrie, tampon - méthodes de lyse cellulaire - centrifugation - chromatographie et applications à la purification de macromolécules(ADN et protéines) - photométrie - spectrophotométrie - fluorimétrie - électrophorèse et applications à la séparation de macromolécules (ADN et protéines) - techniques de manipulation de l’ADN (fragmenter, séparer, repérer, multiplier, lire) - Clonage moléculaire

Cette UE vient en soutien à toutes les autres UEs disciplinaires pour permettre aux étudiants de comprendre les méthodes d’études des macromolécules en biologie. Les TD et cours de cette UE sont des introductions et applications directes du contenu des travaux pratiques des autres UE de la formation. Cette UE se déroule sur l’ensemble de l’année, en adéquation avec le calendrier des travaux pratiques.

Être capable d’identifier les différents métiers, les différentes fonctions et les différents secteurs d’activité des biotechnologies. Être capable de lire un protocole en anglais et de communiquer en anglais dans un laboratoire. Être capable de manipuler les outils de bureautique permettant la présentation sous forme de poster de données scientifiques.

30h, anglais scientifique 6h, Visite d’entreprises 14h, conférences par des industriels et réalisation d’un poster sur un sujet d’actualité des biotechnologies

Compétence 1 : Construire un protocole expérimental dans le cadre d'une démarche scientifique en biotechnologies. A la suite de cette formation, l’apprenti aura appris à mettre en oeuvre les organismes vivants ou leurs constituants en recherche, développement et bioproduction dans le cadre d’un protocole déjà partiellement établis

Compétence 2 : Réaliser un protocole expérimental et interpréter les résultats A la suite de cette formation, l’apprenti sera capable de : - maitriser les bonnes pratiques de laboratoire - mettre en œuvre un protocole - collecter, organiser et valider les données expérimentales - analyser des résultats expérimentaux - Interpréter les résultats, proposer des améliorations le cas échéant

Compétence 3 : Agir dans un environnement professionnel A la suite de cette formation, l’apprenti sera capable de : - Appréhender la diversité du monde professionnel - De rendre compte de son activité en utilisant les supports mis à sa disposition dans son établissement d’accueil - Se situer au sein de l’établissement d’accueil

Dans le cadre de l’apprentissage, le DEUST est conventionné avec le Centre de Formation des Apprentis UNION . Les contrats d’apprentissages se déroulent dans des secteurs d'activité variés (agroalimentaire, santé, pharmacie, cosmétique, environnement, dépollution, instrumentation, réactifs, recherche fondamentale, ...) et concernent des fonctions variées (recherche, recherche et développement, qualité, production, commerce, communication, ...). Ce contrat peut se dérouler dans des entreprises du secteur privé ou dans des organismes de recherches publiques. Les secteurs de la pharmacie et santé et les fonctions de recherche fondamentale et recherche et développement sont les plus représentés dans le panel des contrats d’apprentissage. Lors de la recherche de contrats, les candidats au DEUST bénéficient d’une aide pour la rédaction de leur CV et de leur lettre de motivation. La formation reçoit des offres d’apprentissage qui sont transmises aux candidats. Les futurs apprentis bénéficient aussi de l’expertise du CFA UNION et de la La Direction de l'Orientation Professionnelle et des Relations Entreprise (DOPRE) en terme de recherche de contrats d’apprentissage.   Pendant la recherche de contrat d’apprentissage, des échanges ont lieu entre étudiant, entreprise et responsable de la formation afin de cadrer les attendus réciproques. Un contrat n’est accepté qu'après validation par le responsable de formation sur le site dédié du CFA. Dans les deux mois depuis le début de la formation, une rencontre tripartite qui réunit maître d’apprentissage, apprenti et tuteur universitaire est effectuée afin de définir précisément les contours des missions confiées à l’apprenti (signature de l’engagement de formation).

Chaque apprenti est suivi par un maître d'apprentissage responsable de sa formation en entreprise et par un tuteur universitaire, enseignant de la formation, qui s’assure du bon déroulement de l’apprentissage par des visites et des contacts fréquents avec l’apprenti. Il existe un carnet de liaison personnel pour chaque apprenti, hébergé sur un site dédié par le CFA Union et renseigné périodiquement par l’apprenti, le maître d’apprentissage et le tuteur académique. L’évaluation de la formation en entreprise qui se déroule fin aout/début septembre est faite par un jury comprenant des membres de l’équipe pédagogique et le maître d’apprentissage sur la base de l’analyse d’un rapport écrit, d’une présentation orale de ce rapport et du rapport d’encadrement fourni par le maître d’apprentissage.