Aborder la biologie par le biais des méthodes optiques permettant d’en étudier les mécanismes ou de faire des diagnostics. Le cours s’intéressera principalement à la biologie moléculaire et cellulaire, avec une ouverture vers les applications biomédicales.
A l'issue de ce cours, les étudiants devront être capables d'avoir suffisamment de connaissance de base en biologie et en méthodes optiques associées pour dialoguer avec les spécialistes de ce domaine. Ils pourront ainsi tirer un meilleur parti d'un stage ou d'un approfondissement d'études qui seront nécessaires pour poursuivre dans cette voie. Ils auront les compétences pour réaliser une veille scientifique et technologique dans les domaines d'application de l'optique en biologie et en médecine, et pour comprendre les enjeux des travaux de recherche à l'interface entre l'optique et la biologie. Ils sauront analyser de manière critique des documents, plus particulièrement extraire des informations pertinentes d'articles scientifiques, rédigés en anglais et pour des spécialistes. Ils auront aussi appris à ne pas sous estimer la difficulté de travailler à l'interface avec un domaine qu'ils ne maîtrisent pas.

Plan du cours
1) Connaissances de base en biologie cellulaire et moléculaire: structure de la cellule, réplication, transcription, traduction, structure des protéines, métabolisme, signalisation
2) Propriétés optiques des milieux biologiques - Méthodes optiques en biologie et en médecine (revue)
3) Microscopie et fluorescence: résolution et superrésolution, méthodes de contraste, marqueurs fluorescents, microscopie confocale et TIRF.
4) Méthodes de base en biologie moléculaire: criblage, Polymer Chain Reaction (PCR), gel d'électrophorèse, utilisation des protéines fluorescentes, culture cellulaire
5) Pinces optiques : dispositifs expérimentaux, mesure de force et applications à l'étude de cellules, d'ADN et de moteurs moléculaires
6) Microscopie à force atomique et application en biologie; introduction à la cytométrie en flux; Séquençage de l'ADN
7) Applications biomédicales: imagerie en profondeur (microscopie non linéaire, tomographie par cohérence optique, tomographies optique diffuse et photoacoustique), biopsie optique et endoscopie, photothérapie dynamique, application des lasers en ophtalmologie et dermatologie.
Outre les cours proprement dits, trois articles présentant des résultats expérimentaux à l'interface entre optique et biologie (Biophysical Journal, Human Molecular Genetics, Nature) sont discutés et analysés sous forme de TD.

Niveau requis : Des connaissances de base en optique instrumentale, microscopie, optique de Fourier, interférométrie et polarisation sont souhaitables. Des connaissances en biologie acquises en collège et lycée peuvent faciliter l'accès au cours mais ne sont pas indispensables.

Modalités d'évaluation : examen de 2 heures avec questions de cours et questions sur 3 articles scientifiques discutés en cours et étudiés à la maison. Pas de documents autorisés à part le texte des 3 articles.

Dernière mise à jour : Saturday 31 May 2014