MASTER Sciences du vivant
Parcours : Biologie structurale intégrative et bio-informatique

Ce parcours à vocation à développer deux aspects de la biologie structurale intégrative :

• la compréhension des fonctions à partir des données structurales, de l'échelle atomique de la vision cellulaire.
• La "biologie in silico" (analyse, l'exploitation et valorisation des données biologique, "Big data" pour les problèmes biologiques, modélisation moléculaire et simulations des systèmes biologiques)

Il s'agira d'acquérir une maîtrise ou une expertise de plusieurs outils et méthodes biochimiques, biophysiques, mathématiques et informatiques nécessaires à l'étude du vivant. L'axe conducteur au coeur de la formation est la nécessité d'intégrer le "regard 3D" dans l'étude des processus biologiques fondamentaux et appliqués.
 

En complément et en synergie avec les compétences génériques de la mention, ce parcours permet à un étudiant de développer et de construire par le choix de modules appropriés, l'une des quatre compétences suivantes :

• bio-structure : expertise des méthodes et des techniques de la biologie structurale et de l'analyse fonctionnelle des structures 3D,
• bio-analyse : expertise des méthodes et des outils de la "biologie in silico",
• bio-modélisation : expertise en modélisation des systèmes biologiques,
• génie bio-informatique : développements et gestions d'outils et de bases de données spécifiques pour la biologie.

Apres un socle de connaissances commun en M1 (compréhension des mécanismes généraux du vivant, connaissance de la physico-chimie des molécules du vivant, formation scientifique appropriée en mathématiques et statistiques, maitrise de l'outil informatique), la spécifité des compétences (compétences profil/métier) à acquérir se fait par le choix de modules optionnels, plus particulèrement en fin de M1 et en M2.

La biologie structurale intégrée marie différentes approches technologiques et méthodologiques pour comprendre/expliquer/prévoir l’organisation tridimensionnelle et la dynamique des systèmes biologiques à différentes échelles de taille, de résolution et de temps. Il s’agit d’améliorer la compréhension structurale, le plus souvent au niveau atomique, du mode d’interaction dynamique des macromolécules biologiques et de leurs complexes fonctionnels, à la fois à un niveau fondamental (fonctionnement des cellules) et pour des applications thérapeutiques (actions des pathogènes avec leur environnement, liens entre dérégulation moléculaire et pathologie). La biologie structurale joue ainsi un rôle intégrateur et fédérateur pour l’étude des processus biologiques complexes et qui doivent être abordés sous une approche multidisciplinaire permettant d’établir les relations structure-fonction-évolution.

L'université de Strasbourg joue depuis de nombreuses années un rôle majeur dans les formations centrées sur la biologie structurale et la bio-informatique. Constituant depuis plusieurs décennies l’un des points forts de l’activité scientifique régionale, la biologie structurale en particulier agit depuis de très nombreuses années comme élément fédérateur d’une vaste interface biologie-chimie-physique-informatique. La spécialité proposée ici s’appuie donc sur un historique datant de la création du DEA national de cristallographie et RMN biologique dans les années 1990, puis la création de l’IUP « technologies avancées des sciences du vivant » (année 2000) dans le cadre du plan génome (génopole Alsace-Lorraine), et la création de plusieurs spécialités de master (2005-2018).

Dans ces domaines où la recherche en France est reconnue au niveau international, plusieurs équipes associées à l'université de Strasbourg ont joué un role moteur, en recherche et en formation par la recherche. Par nature, les enjeux de formati on et les débouchés sont nationaux et internationaux. Les collaborations régionales et nationales s’appuient donc sur un historique important. Dans ce contexte, la spécificité de Strasbourg a été de proposer des enseignements où les questions biologiques sont au cœur des développements technologiques et méthodologiques. Cela s'est traduit par exemple par l'implentation et la gouvernance d’une infrastructure nationale de biologie structurale intégrée (FRISBI, http://frisbi.eu/) et d’une infrastructure européenne (INSTRUCT, https://www.structuralbiology.eu/). Ces infrastructures offrent à la communauté des plateformes technologiques de pointe et entretiennent des liens étroits avec le milieu industriel. La recherche locale en bio-informatique et génomique, au départ nourrie par des thématiques structurales, s'appuient sur des équipes de renommées internationales, et developpe des nouveaux champs avec la multiplication des approches « omiques » et le développement de la médecine personnalisée.

Les défis de la biologie structurale nécessitent de former des étudiants ayant à la fois une culture biologique de plus en plus vaste et une formation scientifique adaptée en physique, chimie, et mathématiques. De plus, la nécessité d’élargir les interfaces vers certains aspects de la médecine, l’omniprésence de l’outil informatique, qui doit être maîtrisé, conduit le plus souvent à des définitions de cursus hors de portée de la majorité des étudiants à l’université. L'université de Strasbourg a su mettre en place depuis plusieurs années, des cursus de haut niveau adaptés pour répondre aux besoins de la recherche en biologie structurale intégrative. dans un domaine où la demande de formation, certes limitée, est non satisfaite au niveau des laboratoires en France (et à l’étranger) avec aussi une demande dans le domaine industriel.

Des nouvelles révolutions technologiques et méthodologiques ont eu lieu ou se préparent, par exem ple en cryo-microscopie électronique (« révolution en résolution »), en diffraction et diffusion des rayons X (nouvelle génération de source de rayonnement synchrotron et source XFELs), RMN (Très hauts champs et RMN « in cellulo ») permettant d’utiliser d’une manière de plus en plus aisée et automatisée des méthodes et des concepts de plus en plus complexes. La recherche (académique et industrielle) a donc un besoin d’experts des méthodes et des techniques utilisées et de développeurs (technologies et méthodes de demain).

La scolarité du M1 et M2 comprend 3 stages obligatoires en équipe de recherche.

• en M1, un stage de 7 semaines à plein temps au semestre 2, dans le cadre du module "intitation à la recherche scientifique"
• en M2,
  • un stage de 4 semaines à plein temps au semestre 1
  • un stage de 5 mois à plein temps au semestre 2. Ce stage peut s'effectuer dans un labortaoire public ou dans une entreprise en france où à l'étranger.

Plusieurs unités d'enseigenement comprennent des projets tutorés encadrés.