biochimie et biotechnologies

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TAKWEEN. BULLETIN D'INFORMATION N° 1, SEPTEMBRE 2006

Cette lettre d'information porte sur un certain nombre de sujets dont l'enseignement de la biochimie, la genomique et la Protéomique, ..


TAKWEEN.COM. QUI SOMMES NOUS ?

Takween. Synonyme de formation. Constant un manque dans les moyens de formation à distance destinés essentiellement aux Etudiants sur le point de déposer leur premier pas dans l'Université et l'Enseignement supérieur,


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Sciences et vie, Biochimie


Protéines et Enzymes, Baaziz 2013

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l'Equipe 'Takween' (formation en Arabe) a bien voulu contribuer à combler ce déficit en mettant sur le raiseau Internet un support de formation à distance en Biochimie et Biotechnologies. Le premier travail focalise sur les informations de base en Biochimie.

Takween. Itinéraire d'une expérience locale dans l'enseignement à distance de la Biochimie.

Conçu au départ pour fournir des informations sur les programmes de Biochimie à l'Université Cadi Ayyad à Marrakech (Maroc), le site 'Takween' a évolué en 2002 en une plate-forme d'information et d'apprentissage de la Biochimie pour tous les autres Etablissements d'enseignement et de recherche. Depuis cette date, le site 'Takween' possède un nom de domaine: http://www.takween.com. Il était hébergé dès 1999 dans Homestead.com, Geocities et Maroc.to.L'apprentissage à distance est présenté sous forme de cours, exercices, QCMs interactifs et examens. Des animations et des des simulations d'experiences et techniques d'analyse sont incluses dans différentes pages du site web. Aussi, des liens sont établis avec des sites de biochimie préalablement sélectionnés. Une soixantaine de pages sont fréquemment mises à jour et publiées.

La formation par la recherche scientifique nous a incité à établir un lien avec le site de la recherche scientifique (BBP. Research and training in plant biochemistry Biotechnologies' (temporairement sur http://baplaboratory.maroc.to, voir aussi BAP_strategies.pdf). L'introduction des activités estudiantines (analyses d'articles, photos, E-mail,..) dans le site a incité les étudiants à visiter fréquemment le site takween pour l'échange d'information entre eux et avec le tuteur.

LA BIOCHIMIE. UNE DISCIPLINE D'ETUDE DIFFICILE

Plusieurs causes sont derrière cette situation actuelle dont, en particulier:
1/ Biochimie. Diversité des molécules.
En 1940, on ne connaissait que les structures de quelques centaines de composés. Peu de voies métaboliques avaient été décrites. Actuellement, le nombre de composés biochimiques isolés, purifiés et étudiés s'exprime par milliards. Ainsi, des milliards de types de protéines sont prédits par calcul.IL EST DEVENU IMPOSSIBLE AUX SPECIALISTES DE TOUT RETENIR ET DE TOUT CONNAITRE.

2/ Biochimie. Absence de hiérarchie imposée aux molécules.
Une autre question se pose lorsqu'il s'agit de choisir ce qui doit être appris. En effet, il n'y a pas de hiérarchie imposée aux types de molécules ou de réactions que la nature a créées. Pour des raisons didactiques, certaines molécules nous paraissent vitales (cas de molécules des carrefours métaboliques). D'autres, nous paraissent inutiles, tout simplement par ce que leur fonction n'a pas encore été découverte. Ces molécules qui paraissent inutiles vont cesser d'être synthétisées sans la pression de l'évolution ou continuent d'être présentes car on ignore leur rôle.

3/ Absence de méthodes idéales pour l'enseignement de la Biochimie.

Biochimie. Enseignement de façon expérimentale.
Cet enseignement entraîne l'alourdissement des explications par la description d'expériences multiples en dehors du laboratoire. En effet, c'est le stage au laboratoire seul qui est le moyen le plus formateur. Pour des raisons matérielles (ne pouvant décrire toutes les expériences), le livre ne peut être réellement expérimental.

Vocabulaire spécial à la biochimie.
L'absence d'enseignement du Latin, du grec et de la géométrie dans l'espace a compliqué l'apprentissage de la biochimie.
La conception d'un enseignement de biochimie moderne repose sur les éléments suivants:
- Acquisition de concepts de structures dans l'espace qui permet la compréhension de la structure réelle des molécules et la définition de leur anatomie (problèmes d'enseignement de la biochimie).
- Intégration de la biochimie dans la compréhension globale du fonctionnement des êtres vivants. En effet, il existe de cloisonnements artificiels entre la biochimie, la biologie moléculaire, la biophysique, l'histologie et d'autres disciplines.

QUELQUES RECOMMANDATIONS

LES COURS SONT INTERDEPENDANTS !
Tous les cours et parties d'un même cours sont interdépendants. Les interactions sont permanentes entre les parties théoriques d'un cours et ses travaux pratiques.
Des connaissances en chimie organique sont nécessaires pour bien comprendre les fondements biochimiques de plusieurs réactions.
Les techniques d'expression sont indispensables pour rédiger les rapports et s'exprimer clairement lors des exposés et des examens oraux.
L'informatique est très importante pour traiter les résultats des expériences au laboratoire, faire fonctionner des logiciels et effectuer des recherches bibliographiques par l'outil INTERNET.

NE VOUS LAISSEZ PAS DEPASSER !
Certains cours sont longs et en interaction avec les cours précédents. Il devient impossible de rattraper un retard de plusieurs mois dans l'assimilation des cours. Il est recommandé de travailler régulièrement et commecer à travailler dès la rentrée officielle.

TRAVAILLEZ INTELLIGEMMENT !
Mémoriser est insuffisant. Lire les notes nest pas suffisant. En étudiant il faut approfondire et raisonner.
Développer une attention permanente pour une perception active du cours. Poser des questions dès qu'une donnée n'est pas comprise. Prendre des notes complémentaires.
Devant une affirmation, il faut se demander pourqui ?. Essayer de justifier. Avec cette démarche vous développez votre esprit critique.
Au Laboratoire, il faut être capable d'expliquer, de justifier et d'analyser le mode opératoire en le liant aux données théoriques.


Puces à ADN et l'ère de la génomique et de la protéomique
Puces à DNA ou bio-puces, en anglais 'gene chips', 'DNA chip technology', 'microarrays' est une technologie pouvant faire l'analyse des expressions du DNA (transcriptome). L'idée était venue en 1989 d'une équipe yougoslave et d'une équipe russe (1,2) qui étudiaient le concept de séquençage par hybridation. Le résultat d'une hybridation est codé de façon binaire. Pour une hybridation (brins de DNA complémentaires) correspond le bit 1. Pour l'absence d'hydridation (brins de DNA non complémentaires) correspond le bit 0. Ainsi, l'idée des puces à DNA était née. Le concept consiste d'abord à fixer un fragment de DNA sur un support qui était au départ une membrane de nylon. Avec le changement de support (verre, platine microélectronique de silicate (chip)) on sait aujourd'hui déposer 25000 fragments de DNA sur une surface de 5,3 x 5,3 cm (soit 1 dépôt par 300 µm).

puce dna

Il est actuellement possible de déposer près d'un million d'échantillons sur une puce à DNA. Avec cette méthodologie, beaucoup de chercheurs délaisseraient leurs tubes Eppendorf au profit d'une utilisation des puces à DNA!. D'autre part, Il est devenu possible de synthétiser des oligomères directement sur le support. Ceci a donné naissance aux 'oligo-chips' qui font partie des puces les plus petites et les plus denses.
Quelle que soit le type de puce à DNA, l'hybridation utilisée est de type 'southern' où la sonde
est marquée par un fluorochrome. Les sites hybridés emettent une fluorescence que peut capter une caméra vidéo. Les images sont transmises à un ordinateur qui les traitera. Pour avoir une idée suivez cette animation (http://www.bio.davidson.edu/courses/genomics/chip/chip.html ).
Dautres méhodes de détection ne reposant pas sur l'hydridation, ont été dévelopées avec les puces à DNA. La méthode SAGE (Serial Analysis of Gene Expression) en est un exemple. Elle permet d'analyser la fréquence d'un RNA messager quel que soit son niveau d'expression parmi les milliers produits par une cellule dans des conditions données (stress biotique et abiotique). La méthode SAGE repose sur 3 principes: 1/ une séquence d'une dizaine de nucléotides suffit pour constituer une étiquette caractéristique de chacun des RNA messagers, 2/ Les étiquettes peuvent être liées entre elles pour former une longue molécule (série d'étiquettes) qui peut être clonée puis séquencée, 3/ Le nombre d'apparition d'une étiquette est en rapport avec le niveau d'expression du transcrit correspondant. Atitre indicatif, cette méthode a été utilisée pour étudier les profils de transcription chez le riz (3) et l'expression des gènes relatifs aux maladies cardiovasculaires (4).

1. DRMANAC et al., 1989. Sequencing of megabase plus DNA by hybridization: theory of the method. Genomics 2, 114-128.
2. KHRAPKO, KR. et al., 1989. An oligonucleotide hybridization approach to DNA sequencing. FEBS Letters 256, 118-122.
3. MATSUMURA et al., 1999. Transcript profiling in rice (Oriza sativa L.) seedlings using serial analysis of gene expression. Plant J. 20, 719-726.
4. http://circres.ahajournals.org/cgi/reprint/91/7/565

LES MASTERS EN BIOCHIMIE ET BIOLOGIE MOLECULAIRE ENTRE LES AMBITIONS ET LA REALITE
Comme les Universités Marocaines entameront bientôt la quatrième année du cycle de la réforme, les Etablissements sont actuellement en préparation des Masters qui débuteront l'année prochaine. Le MASTER est organisé en 4 semestres (2ans) après la licence avec: 2 semestres d'études fondamentales (S7 et S7 ?) et 2 semestres pour l'approfondissement et la professionnalisation (S9 et S10). Etant donné qu'un semestre correspond à 4 MODULES, le MASTER comporte 16 Modules répartis en 3 blocs:1/ Modules Majeurs, 2/ Modules 'Outils et Méthodologie (langues, Communication, Gestion,..) et 3/ Modules Complémentaires (modules d'Options et de Spécialisation). Pour l'ouverture des Masters de Biochimie et Biologie Moléculaire au Maroc, il y'a lieu de se poser d'abord les questions suivantes,1/ Quelle est la place de la formation et de la recherche scientifique en Biochimie et Biologie Moléculaire ?,
2/ Est-ce nécessaire une formation de type Master en Biochimie et Biologie Moléculaire ?,. 3/ Quels Masters pour Biochimie et Biologie Moléculaire ?.
Entre 1957 (Ouverture de la première Université Marocaine) et 2000, Il y'avait absence de formation et de recherches scientifiques consacrées essentiellement à la Biochimie et la Biologie Moléculaire. Ceci tenait principalement à la politique de formation d'enseignants en Sciences Naturelles pour le Secondaire. Aussi, la Biochimie et la Biologie Moléculaire étaient moins représentées dans la recherche scientifique. D'où l'absence d'une formation par la Recherche. Les Masters sont des formations avec initiation à la recherche scientifique où les stages aux laboratoires deviennent nécessaires .On peut toujours se poser la question ; Combien a-t-on de Laboratoires suffisamment équipés et fonctionnant sans contraintes ?. Pour rappel, les sciences de la vie représentent 32% d'un millier d'unités de recherche scientifique au Maroc. Uniquement 4% de cette part correspond à des Laboratoires avec un 'label' 'Biochimie et Biologie Moléculaire'. De ce fait, on peut imaginer difficilement le lancement de Masters exigeant une formation au Laboratoire dans des Etablissements n'ayant pas encore de noyaux de recherche scientifique, surtout lorsqu'il s'agit de la Biochimie et de la Biologie Moléculaire.
Quant à la question de la nécessité de développer une formation de type 'Master' en Biochimie et de la Biologie Moléculaire au Maroc, on ne peut, dans l'ère des Biotechnologies modernes, qu'affirmer notre engagement à 'sortir' d'autres profils (cadres) opérationnels pour lancer le développement de notre pays. Pour mieux exploiter l'infrastructure sur le plan des Laboratoires fonctionnels à l'échelle du pays, il y'a lieu de penser à deux propositions de Master en Biochimie et Biologie Moléculaire, 1/ Master inter-universitaire, impliquant une conjugaison des efforts et un partage des expériences entre universités Marocaines, 2/ Master avec un tronc commun inter-universitaire. Même s'il permet d'exploiter toutes les potentialités et le partage des expériences entre les Universités Marocaines, le Master inter-universitaire reste confronté à un problème administratif, pense t-on. En effet, il risque de tomber en contradiction avec le Cahier des Normes Pédagogiques Nationales (point Domiciliation des Filières : 'Une Filière est rattachée administrativement à un Etablissement universitaire. Ses modules peuvent être assurés par un ou plusieurs Départements, voire même plusieurs Etablissements supérieurs'). La question 'Qui délivrera le Diplôme ?' reste posée.
La proposition de Master avec un tronc commun inter-universitaire permet l'optimisation de l'utilisation de moyens souvent limités et l'échange d'expériences entre Universités. L'une des difficultés de son application est d'ordre organisationnelle et réside dans les structures d'accueil des Etudiants et des Enseignants-Chercheurs. L'idée de développer le 'e-learning' au Maroc, peut être une alternative pour résoudre une partie des problèmes,

enseignement de biochimie. Master

mais pas tous, car la Biochimie et la Biologie Moléculaire nécessitent souvent un enseignement présentiel au laboratoire.......M. BAAZIZ, Université Cadi Ayyad, Marrakech

Liens utiles: 1/ Problèmes d'enseignement de la biochimie, 2/ Biochimie au Maroc. Enseignement et recherche scientifique,

MANUELS DE LABORATOIRE EN LIGNE
Génie génétique (http://people.rit.edu/rhrsbi/GEPages/LabManual.html)

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