académie de Versailles région Île-de-France lycée Louis Bascan

Vis ma vie de chercheuse et de chercheur en génétique et en biologie moléculaire

Année de la biologie 2021/2022

Réalisé par un élève, un geste courant pratiqué en laboratoire de biologie moléculaire : l’utilisation de la micropipette.

Mardi 9 novembre 2021 après-midi (de 14h à 17h), des élèves en classe de Première voie générale ayant choisi de suivre l’enseignement de spécialité SVT au lycée Louis-Bascan, ont été accueillis dans les locaux de la Sorbonne Université et l’Institut de Biologie Paris Seine (IBPS) pour une séance de travaux pratiques dans le bâtiment de l’Atrium sur le campus universitaire Pierre et Marie Curie.

Après un trajet effectué en train depuis Rambouillet, les élèves accompagnés de leurs professeurs se sont rendus en métro au 4 place Jussieu du cinquième arrondissement de Paris, où ils ont été pris en charge par de jeunes chercheurs et chercheuses en biologie pour pratiquer une démarche scientifique expérimentale portant sur l’hémochromatose génétique.

La mise en situation et la recherche à mener

L’hémochromatose génétique est la maladie génétique la plus fréquente en France.

Cette maladie due à une mutation sur le gène HFE se traduit par un taux anormalement élevé de fer dans le corps.

Cela endommage les différents organes des personnes atteintes, notamment le cœur.

Il n’existe à ce jour pas de traitement pour guérir de cette maladie.

|→ Les élèves devaient se mettre dans la peau de chercheurs qui veulent comprendre les mécanismes de cette pathologie.

La stratégie envisagée

Réflexion collective sur la stratégie envisagée pour résoudre le problème posée.

Les élèves expérimentateurs ont testé un modèle de souris élaboré avec la technique CRISPR-Cas9 (ciseaux moléculaires) chez qui le gène HFE avait été délété (mutation) pour mimer la maladie de l’hématochromatose rencontrée dans l’espèce humaine.

Le but des travaux pratiques réalisés par les élèves était de vérifier que le modèle animal est utilisable et reproduit la maladie humaine, en suivant les étapes suivantes :

  • d’abord, vérifier que la délétion via CRISPR-Cas9 a bien fonctionné ,
  • puis montrer que ce modèle animal présente bien le même phénotype et les mêmes symptômes que dans l’espèce humaine.

Les techniques mises en œuvre pour collecter des informations

Pour tester la validité du modèle animal, les élèves ont procédé aux manipulations suivantes.

  • La réalisation d’un test PCR avec des échantillons d’ADN issus des animaux, pour confirmer que la mutation a bien été introduite par CRISPR-Cas9. Cette première manipulation a permis d’amplifier la zone dans laquelle le gène HFE est normalement localisé avec un témoin sain puis avec la souris CRISPR-Cas9.
  • La mise en oeuvre d’une électrophorèse sur gel d’agarose des fragments d’ADN amplifiés par PCR, pour vérifier leurs tailles.
  • L’observation au microscope optique de coupes de coeurs de souris porteuses de la mutation, pour vérifier que le mutation provoque chez la souris les mêmes anomalies cardiaques que chez l’Homme (le phénotype coeur fibrosé)
  • La réalisation d’un test au luminol avec des prélèvements d’urine, pour mettre en évidence la présence élevée de fer dans les urines (phénotype malade) des souris porteuses de la mutation.

L’analyse du dispositif « Vis ma vie de chercheur »

Ces différentes techniques de biologie moléculaire (analyse par PCR et électrophorèse) et chimique (utilisation du luminol) ont ainsi permis aux élèves de tester des hypothèses de travail.

Ils se sont également entraînés aux gestes courants pratiqués en laboratoire tels que l’utilisation de la micropipette et l’observation avec un microscope.

Suite à quoi, les résultats obtenus ont été exploités pour mettre en relation les informations et conclure afin de répondre à la problématique initiale, tout comme un chercheur le ferait dans le cadre d’une démarche scientifique.

Echanges entre chercheurs et lycéens en classe de Première voie générale ayant choisi de suivre l’enseignement de spécialité Sciences de la vie et de la Terre (SVT) du lycée Louis-Bascan, à Rambouillet (78).

L’ensemble de ces travaux pratiques furent l’occasion de débattre sur des notions d’éthique (expérimentation animale), d’hygiène et sécurité en laboratoire mais aussi de la poursuite des études des élèves.

Tout savoir sur le dispositif

Lien externe, s’ouvre dans une nouvelle fenêtre.


En cette année 2021-2022 de la biologie, l’occasion de rappeler que la biologie permet aux élèves de construire des savoirs scientifiques et de développer leur esprit critique dans le cadre de leur formation de citoyens éclairés.


Crédits photographiques : Mme Lagarrigue et Mme Le Moing, professeures de Sciences de la vie et de la Terre (SVT) au lycée Louis-Bascan, à Rambouillet (78).


Les repères pédagogiques

Programme concerné
Première voie générale, enseignement de spécialité SVT

Thème : la Terre, la vie et l’organisation du vivant
Sous-thème : transmission, variation et expression du patrimoine génétique.

Notions abordées au préalable en classe (Avant le déplacement à Jussieu)
L’organisation de la molécule d’ADN, l’expression de l’information génétique et des mutations en partant de l’exemple d’une maladie génétique.

Référentes
Mme Lagarrigue et Mme Le Moing
Professeures des Sciences de la vie et de la Terre
Lycée Louis Bascan – Rambouillet (78)
→ lyc-bascan.fr

Chaleureux remerciements à Ségolène Bompierre, Justine Cailloce, Soumaiya Imarraine, Clémentine Rouyere, Juliane Selot et Remy Smith : l’équipe pédagogique du projet « Vis ma vie de chercheur » ayant conçu et animé les ateliers proposés aux élèves du lycée Louis-Bascan.


A suivre sur Facebook :

Vincent Thizeau

Professeur de S.V.T.
Sciences de la vie et de la Terre
Webmestre du site du lycée Louis Bascan

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Publiée par Lycée Louis Bascan – page officielle sur Lundi 27 mai 2019