Les scientifiques
Alexandre Reymond - Centre Intégratif de Génomique
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.
Philippe Reymond - Département de biologie moléculaire végétale
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.
Laurent Keller - Département d'écologie et évolution
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
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
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
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.
Christian Hardtke - Département de biologie moléculaire végétale
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.
Marc Robinson-Rechavi - Département d'écologie et évolution
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
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.