Les scientifiques

Alexandre Reymond - Centre Intégratif de Génomique

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Le centre intégratif de génomique (CIG) est un institut de formation et de recherche interdisciplinaire localisé au Génopode sur le campus de Dorigny à Lausanne. Le séquençage du génome humain et d'un nombre croissant d'autres organismes a ouvert d'innombrables perspectives pour les sciences biologiques et biomédicales. La recherche au CIG se focalise sur la structure et le fonctionnement du génome en utilisant un grand nombre de systèmes expérimentaux et différentes techniques.
Le Professeur Alexandre Reymond a rejoint le CIG en Octobre 2004. Il s’interroge sur une question fondamentale dans la recherche biomédicale actuelle qui est d'établir un lien entre les différences de variations génomiques (au niveau des gènes) et phénotypiques (au niveau des caractères visibles), qui englobent à la fois des variations polymorphes apparemment neutres, ainsi que des variations pathologiques qui provoquent ou prédisposent à une maladie.
Outre ses recherches au CIG, le Prof. Reymond collabore très activement à de grands consortiums internationaux, tel « ENCODE » qui ambitionne de déterminer la fonction de chaque élément du génome humain.

www.unil.ch/cig/page8508.html

Philippe Reymond - Département de biologie moléculaire végétale

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Philippe Reymond a rejoint en 1992 le groupe de Edward Farmer au département de biologie moléculaire végétale (DBMV) pour étudier la signalisation moléculaire de la défense chez les plantes. En 1997, il se forme sur la technologie des puces à ADN qu'il introduit à l’UNIL. Il est nommé maitre d’enseignement et de recherche (MER) en 2002, puis promu Professeur Associé en 2014. Son groupe conduit des recherches sur les interactions plantes-insectes. Lors d’attaques par les insectes herbivores, les plantes produisent un éventail de composés toxiques et de protéines antidigestives visant à ralentir la croissance ou le développement de l'agresseur. Philippe Reymond étudie la plante modèle Arabidopsis thaliana et utilise des outils de génomique pour suivre l'évolution de l’expression du génome après exposition à des insectes. Son objectif est d'identifier et de comprendre le rôle des gènes impliqués dans la défense. Avec une perte de récolte agricole estimée à 15% par les insectes et l'utilisation restreinte ou interdite de nombreux pesticides, la connaissance de l'immunité innée des plantes lors d'attaque par des insectes semble essentielle pour améliorer les stratégies de protection des cultures.
Depuis 1919, la biologie végétale expérimentale est étudiée dans les laboratoires de l’UNIL mais l'actuel DBMV, créé en 2003, s'est fortement développé pour devenir le plus grand département de recherche en biologie moléculaire végétale des universités de Suisse occidentale. L’ambition du DBMV est de contribuer aux défis auxquels l'humanité sera confrontée dans un avenir proche et en particulier celui de nourrir une population qui augmentera de 50% d'ici à 2050, soit à environ 9 milliards d'êtres humains, et ceci dans un contexte de réchauffement climatique.

www.unil.ch/reymondlab/

Laurent Keller - Département d'écologie et évolution

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Le DEE étudie des modèles biologiques variés : plantes, champignons et animaux, combinant génomique, génétique des populations, analyses écologiques, physiologiques et comportementales, biogéographie, ou encore évolution et conséquences des interactions intra- et interspécifiques. Laurent Keller est professeur d’écologie évolutive à l’Unil depuis 1996 et dirige le département d’écologie et évolution (DEE) depuis 1998. C‘est un biologiste de l’évolution et expert du comportement des insectes sociaux et des fourmis en particulier.
L'objectif du groupe de Laurent Keller est de comprendre les principes qui régissent l'évolution des sociétés animales et les conséquences écologiques et évolutives de la vie sociale. Il combine les disciplines du comportement des animaux, l'écologie, la génétique et la génomique évolutive. Il s’intéresse à différentes thématiques et notamment au vieillissement chez les insectes sociaux. Il existe d'énormes variations de la durée de vie entre groupes chez les fourmis qui pourtant partagent le même génome, ce qui induit à se poser des questions fondamentales sur l'évolution de l'espérance de vie par rapport à l'expression de plusieurs groupes de gènes impliqués dans le processus de vieillissement. Il étudie également les bases génétiques du comportement et de l’organisation sociale. D’autre part, il étudie la division du travail dans les sociétés d'insectes à l’origine de leur succès écologique. La répartition des travailleurs à diverses tâches affecte gravement l'efficacité de la colonie. Basé sur un système d'identification par des « code bar », il enregistre les déplacements par vidéos de tous les individus d’une colonie pendant de longues périodes, ceci afin d’enquêter de manière approfondie comment les facteurs environnementaux, les interactions sociales et des expériences individuelles affectent les trajectoires des ouvrières. De plus, il étudie les mécanismes qui sous-tendent à une spécialisation des reines pour aller plus loin dans la compréhension de l'organisation et le succès écologique des espèces multiples reines. Il a aussi développé en collaboration avec le professeur Dario Floreano à l'EPFL, une approche de robotique expérimentale bio-inspirée qui permet l’étude du rôle de parenté et de leur similitude génétique, des niveaux de sélection, et la taille du groupe sur l'évolution des actions collectives, la communication et la division du travail. Enfin, en parallèle de ces travaux de recherche, son laboratoire a récemment séquencé le génome complet de la fourmi de feu, étape importante pour répondre à de nombreuses questions liées au comportement social et au vieillissement chez la fourmi.

www.unil.ch/dee/page6763_fr.html

John Pannell - Département d'écologie et évolution

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Expert de la biologie de l’évolution des plantes, et notamment sur l’évolution des systèmes sexuels chez les végétaux, John Pannell a été nommé professeur ordinaire au DEE de l’UNIL en 2011.
Quelles stratégies les plantes suivent-elles pour allouer les ressources naturelles afin d’optimiser leur succès reproducteur ? Cette question fondamentale soutient les recherches théoriques et empiriques que John Pannell mène sur la diversité sexuelle observée chez les végétaux. Pourquoi, par exemple, l’hermaphrodisme constitue-t-il le système reproductif le plus fréquent chez les plantes ? Et quels sont les avantages à être mâle ou femelle ? La variation sexuelle observée chez la mercuriale annuelle (Mercurialis annua) a permis à son équipe d’étudier, d’une part l’écologie spatiale à l’échelle locale et continentale et, d’autre part, la différentiation génétique et le déterminisme sexuel. Une conclusion essentielle de cette étude est que la sélection naturelle est déterminante au sein des populations mais aussi à l’échelle du pays.
D’autres espèces végétales se caractérisent par un dimorphisme sexuel, les mâles et les femelles différant sensiblement dans leur morphologie et leur physiologie. En étudient plusieurs espèces différentes d'Europe et d’Afrique, John Pannell considère la possibilité que ces différenciations pourraient être dues à un différentiel de coûts de reproduction entre les deux systèmes, ou le résultat d'une concurrence intense entre mâles pour les femelles, à l’image de ce que l’on rencontre dans le règne animal.
Fournissant une autre illustration de jeux auxquels les plantes pourraient jouer, John Pannell et son équipe étudient une variété de frênes à fleurs (Fraxinus ornus), dans laquelle coexistent à parité des individus mâles et hermaphrodites. Ils tentent de comprendre pourquoi les deux genres produisent du pollen. Les scientifiques explorent aujourd’hui la nouvelle piste, selon laquelle les hermaphrodites ne produisent du pollen qu’afin de tuer la progéniture de leurs voisins, au profit de leur propre descendance. Les plantes ne seraient donc pas aussi modestes qu'elles n'y paraissent.

www.unil.ch/dee/page86969.html

Ioannis Xenarios - Institut suisse de bioinformatique

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Au cours d’un postdoctorat en Californie, Ioannis Xenarios a créé la première base de données d'interactions protéine-protéine, l'une des trois principales bases de données d'interactions dans le monde. En 2002, il intègre l'institut de recherche pharmaceutique Serono où il est responsable de l'équipe de bioanalyse génomique. Il devient chef de la bioinformatique translationnelle pour développer des méthodologies informatiques dans le domaine de la protéomique, de la génomique et de la génétique. Ses activités de recherche sont à l'interface entre la modélisation de réseaux de régulation de gènes et la biologie computationnelle. Actuellement, Ioannis Xenarios est professeur ordinaire au CIG. Il dirige deux groupes de l'Institut Suisse de Bioinformatique (SIB) : le groupe Vital-IT à Lausanne et le groupe Swiss-Prot à Genève.
Le groupe Vital-IT est une initiative informatique innovante pour les sciences de la vie. Elle fournit les ressources de calcul, le conseil et la formation pour connecter au mieux la recherche fondamentale et appliquée aux institutions partenaires. Le groupe sert d'interface entre le monde de la recherche académique et le monde industriel. Le séquençage à haut débit prenant de plus en plus de place dans la biologie du XXIème siècle, les activités phares de Vital-IT s'inscrivent dans des projets de bioinformatique complexes tels que l’assemblage de génomes.
Le groupe Swiss-Prot développe, maintient et annote la base de données de séquences protéiques. Elle fournit des descriptions concises, mais approfondies et de haute qualité, d'un ensemble non redondant de protéines, y compris leur fonction, la structure des domaines, leurs modifications et leurs variations.
Par ailleurs, Vital-IT et Swiss-Prot développent et maintiennent ExPasy, en collaboration intime avec les groupes du SIB implantés dans toute la Suisse. ExPasy est un serveur web dédié à la communauté des sciences de la vie, qui donne accès à une large gamme de bases de données et d'outils bioinformatiques dont le but est de développer une nouvelle biologie susceptible de percer les mystères des systèmes biologiques complexes, en particulier le lien entre gènes, protéines et maladies.

www.unil.ch/cig/page16826.html

Christian Fankhauser - Centre intégratif de génomique

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Christian Fankhauser a rejoint le CIG comme professeur associé en Janvier 2005 ou il a été promu professeur en 2011. Son groupe de recherche s’intéresse aux effets de la lumière sur la croissance et le développement des plantes.
Des facteurs à la fois génétiques et environnementaux influencent la croissance et le développement de tout organisme vivant. Le développement des plantes est très plastique et est constamment modulé par les fluctuations de l'environnement. Les plantes photo-autotrophes (qui utilisent la lumière comme source d’énergie et le CO2 comme source de carbone), capables de produire les molécules organiques en effectuant la photosynthèse (réduction du CO2, carbone inorganique en carbone organique) sont particulièrement sensibles à leur environnement lumineux. La lumière agit sur chaque transition majeure du cycle de vie d'une plante. Pour optimiser leur croissance en fonction des conditions lumineuses, les plantes ont développé plusieurs classes de photorécepteurs qui leurs permettent de percevoir une gamme très large de couleurs (depuis l’UV-B au rouge lointain). Les études génétiques et photobiologiques suggèrent que l'action coordonnée de tous ces récepteurs permet aux plantes d’optimiser leur développement. Christian Fankhauser utilise la génétique moléculaire chez la plante modèle Arabidopsis thaliana pour décoder les événements de signalisation qui se produisent suite à l’activation des photorécepteurs.

www.unil.ch/cig/page8391.html

Christian Hardtke - Département de biologie moléculaire végétale

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Biologiste moléculaire, généticien et spécialiste du développement végétal, Christian Hardtke a réjoint le Département de biologie moléculaire végétale (DBMV) en novembre 2004. Il a été nommé professeur ordinaire à la Faculté de biologie et de médecine de l'UNIL en 2010 et a dirigé le DBMV de 2009 à 2017.
Dans ses projets de recherche, Christian Hardtke explore le développement et le fonctionnement du système vasculaire des plantes, avec un intérêt particulier pour le phloème. L'apparition de ce tissu spécialisé dans l’évolution a eu une énorme importance dans l’histoire de la terre, car il a permis aux plantes de coloniser la surface terrestre et de s'adapter à différentes niches environnementales de manière efficace et étendue. Christian Hardtke s’intéresse surtout aux mécanismes moléculaires du développement du phloème dans le système racinaire, et aux effets systémiques qui dépendent de son fonctionnement. Ces travaux nécessitent l’identification des gènes impliqués dans le fonctionnement hormonal de la plante, et la mise en évidence de régulateurs de la croissance racinaire jouant un rôle essentiel dans l’intégration des signaux hormonaux. Dans ce but, son groupe de recherche utilise deux plantes modèle, Arabidopsis thaliana et Brachypodium distachyon. Pour Christian Hardtke, les défis majeurs de son domaine de recherche résident dans l’intégration des processus évolutifs du développement par le biais d’une caractérisation de la variation génétique naturelle. Pour ce faire, ses travaux font de plus en plus appel à l’informatique et à l’imagerie cellulaire, qui permettent respectivement une exploitation efficace des donnés génomiques et une modélisation du développement. 

wp.unil.ch/hardtkelab

Marc Robinson-Rechavi - Département d'écologie et évolution

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Marc Robinson-Rechavi a commencé à étudier l'évolution moléculaire lorsque la bioinformatique devenait une science. Après une thèse en "biométrie" sur l'évolution des génomes de rongeurs, il a travaillé sur la phylogénie des mammifères, la vitesse d'évolution des gènes, les récepteurs aux hormones et la structure des protéines avant de démarrer une équipe au Département d'écologie et évolution de l'UNIL en 2005, en tant que Professeur assistant puis associé de Bioinformatique. Il est également Group Leader à l'Institut suisse de bioinformatique depuis 2006.
Les animaux ont une anatomie complexe, qui est mise en place lors du développement embryonnaire. Ce développement est dirigé par le génome, et c'est ce génome qui est transmis de génération en génération. On a donc dans l'évolution des animaux un phénotype complexe (anatomique), visible par la sélection naturelle, et des génomes qui portent l'information ... et les mutations qui seront fixées ou pas par la sélection. Le groupe développe donc des méthodes bioinformatiques permettant de coder l'anatomie et les changements dans le génome, et de les relier entre eux. Cela permet à Marc Robinson-Rechavi et son équipe d'étudier l'impact des contraintes développementales et anatomiques sur l'évolution des génomes aussi bien que l'impact des changements du génome sur le développement et donc l'anatomie.
Par exemple, le groupe a montré dès 2008 l'impact de la période embryonnaire d'activité des gènes sur leur évolution, notamment la tendance à se dupliquer. Or la duplication est un processus fondamental pour la création de nouveaux gènes. Le groupe a étendu ces résultats récemment en montrant que les gènes exprimés dans le cerveau se dupliquent davantage par duplication de génome mais moins par d'autres mécanismes évolutifs.
Le groupe étudie plus en général le rôle de la duplication de gènes. Dès 2009 ils ont montré que l'hypothèse communément admise que la duplication crée des nouvelles fonctions de gènes n'avait pas été prouvée, et ont depuis entrepris de tester cette hypothèse dans une série d'études, qui ont donné lieu à un débat animé qui n'est pas fini.
Enfin, le groupe développe et maintient plusieurs bases de données utilisées par d'autres équipes de recherche, bgee.org et selectome.unil.ch.

www.unil.ch/dee/robinson-rechavi-group

Alain Kaufmann - Interface Sciences-Société / L'éprouvette

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Alain Kaufmann a suivi une double formation, en biologie et en sociologie, à l’UNIL. Il est directeur de l’Interface sciences-société (ISS) de l’UNIL depuis sa création en 2002, qui a pour mission de rapprocher le monde de la recherche et la société. Il a développé pour cela des collaborations avec les musées, les écoles, les artistes et le monde associatif. Ses domaines de recherche et d’enseignement sont la sociologie des sciences et des techniques, les méthodes participatives appliquées aux choix scientifiques et techniques, l’étude interdisciplinaire des risques et les aspects sociaux et éthiques de la génomique. Il dirige Nanopublic, la plateforme interdisciplinaire nanotechnologies et société UNIL-EPFL. Il est membre du Conseil d’Ethos, la plateforme interdisciplinaire d’éthique de l’UNIL et appartient au Comité directeur du Centre d’évaluation des choix technologiques de la confédération (TA-Swiss).
L’ISS est chargée de promouvoir le dialogue entre le monde scientifique et la société, aussi bien dans le domaine des sciences de la nature que dans celui des sciences humaines. Ses activités s'adressent à tous les publics : scolaires, adultes, familles, associations, entreprises, qui sont intéressés par les enjeux socio-économiques et culturels des savoirs scientifiques. Elle utilise les moyens de communication et d'intervention les mieux adaptés à chaque public, telles que des expositions, des cafés scientifiques, des conférences, des ateliers pratiques en laboratoire.
Situé au cœur du campus et aménagé comme un vrai laboratoire de biologie, l'Eprouvette invite le public à se glisser dans la peau de chercheurs pour expérimenter certains grands principes des sciences expérimentales et discuter des enjeux de la recherche. Toutes les activités de l'Eprouvette sont conçues par une équipe de biologistes. Ces ateliers ont pour point commun une approche ludique et une volonté d’ouvrir le débat sur la recherche et ses répercussions dans la vie quotidienne. Ils sont animés par de jeunes scientifiques, tous actifs sur le campus et formés à la médiation scientifique. 

www.unil.ch/interface/>