Biologie

Les ateliers au Scienteens Lab

Sur le campus de Belval, le Scienteens Lab propose huit ateliers de biologie différents.

Information pour l'année scolaire 2020-2021 :
En raison de la situation actuelle (COVID-19), chaque élève doit maintenant amener sa propre blouse de laboratoire.

1. L’ADN dans le solarium

Cet atelier de biologie permet d’explorer les effets des UV sur l’ADN de la bactérie Escherichia coli.
Il commence par une courte introduction qui donne le contexte scientifique et des clés pour mieux comprendre la suite des activités. Les élèves investissent ensuite le laboratoire pour effectuer des expériences pratiques. À la fin de la journée, ils ont l'occasion de discuter en groupe des résultats obtenus.

Équipés de gants et de blouses, les lycéens ont l’opportunité de découvrir plusieurs techniques propres
à la recherche en biologie :

  • l'isolation de l’ADN
  • la PCR (réaction en chaîne par polymérase)
  • l’électrophorèse sur gel d'agarose

2. L’enzyme Dld3 affiche la couleur

Durant cet atelier les participants explorent le monde des protéines, et plus spécifiquement des
enzymes. Ils apprennent à se servir du matériel qui permet d’étudier les protéines et se familiarisent
avec les techniques utilisées en laboratoire. Des explications théoriques accompagnent ces travaux
pratiques. Les élèves peuvent ainsi comprendre le contexte scientifique et les liens étroits avec des travaux de recherche actuels. Ils découvrent aussi comment fonctionnent les techniques qu'ils ont pu tester au cours de l'atelier.

Équipés de blouses de laboratoire, de gants et de lunettes de protection, les lycéens ont l’opportunité
de tester plusieurs techniques scientifiques :

  • l'extraction de protéines à partir de cellules de la bactérie Escherichia coli et de la levure Saccharomyces cerevisiae
  • la purification des protéines avec des colonnes dédiées
  • l'électrophorèse sur gel de SDS-polyacrylamide
  • les dosage enzymatiques (spécificité de substrat)

3. Découvrir la recherche sur le cancer – 1ère partie

Au cours de cet atelier d’une journée, les lycéens ont l’opportunité d’en apprendre plus sur le cancer, les connaissances scientifiques actuelles et sur le travail des chercheurs qui se consacrent à ce groupe de maladies. L’atelier commence par une courte introduction théorique qui pose le contexte scientifique et permet de lancer une discussion autour du cancer avec les élèves. Les participants découvrent ensuite le laboratoire et y effectuent des expériences pratiques. À la fin de la journée, ils ont l'occasion d’analyser de leurs résultats de façon critique et de les replacer dans le contexte scientifique abordé plus tôt.

Équipés de blouses, de gants et de lunettes de protection, les élèves ont l’opportunité de découvrir plusieurs techniques propres à la recherche en biologie :

  • Manipulation et observation de cellules cancéreuses humaines sous hotte à flux laminaire
  • Comptage et test de viabilité des cellules collectées
  • Extraction et quantification de l’ARN

Si vous souhaitez participer à cet atelier, pensez à réserver au moins deux semaines à l'avance car la culture des cellules cancéreuses nécessite du temps.

4. Découvrir la recherche sur le cancer – 2e partie

Dans la recherche sur le cancer, la première étape est de comprendre les mécanismes moléculaires et les aspects génétiques propres à chaque type de cancer. C’est ce que les lycéens découvrent lors de l’atelier « Découvrir la recherche sur le cancer – 1ère partie ». Au cours de ce deuxième atelier, les participants explorent plus en détails ce qu’est la recherche translationnelle et pourquoi elle est essentielle pour étudier cette maladie.

Comment peut-on traiter un type de cancer précis ? Quel types de médicaments peuvent être efficaces ? Pourquoi des patients développent-ils une résistance à certains traitements ? Et comment peut-on gérer cette résistance ? Voici certaines des questions que les élèves abordent au cours de l’atelier, via des expériences au laboratoire, accompagnées par des explications au sujet du cancer de la peau, de réactions métaboliques importantes et des traitements anticancéreux. Les participants approfondissent ainsi leurs connaissances sur le cancer et prennent conscience de l’importance des travaux de recherche en cours.

Équipés de blouses de laboratoire, de gants et de lunettes de protection, les lycéens ont l’opportunité de tester plusieurs techniques scientifiques :

  • Extraction d’ARN à partir de cellules de peau cancéreuses et quantification de l’ARN
  • Conversion complémentaire de l’ARN en ADN
  • Amplification en chaîne par polymérase en temps réel (qRT-PCR)

Cet atelier d’une journée peut être réservé seul ou en combinaison avec l’atelier « Découvrir la recherche sur le cancer – 1ère partie » (sur 2 jours). Il n’est pas nécessaire d’avoir participé au premier atelier pour réserver celui-ci. Pour plus d’information, vous pouvez prendre contact avec Dr. Maren Krüger.

5. À la recherche du virus de la mosaïque du pépino avec ELISA

Comment augmenter les rendements en agriculture ? Au cours de cet atelier, les élèves découvrent différentes techniques qui permettent de s’intéresser à cette question, comme la vaccination d’une plante et la mise au point d’un organisme génétiquement modifié (OGM). Les participants travaillent sur la tomate (Solanum lycopersicum) et le virus de la mosaïque du pépino qui affecte le rendement des cultures de tomates. Après une introduction sur l’agriculture de la tomate et sur l’immunologie, les élèves rejoigne le laboratoire pour faire des expériences et tester si des tomates ont déjà été vaccinées. Une présentation permet ensuite d’aborder les OGMs et les enzymes de restriction, des protéines capables de couper un fragment d'ADN à un endroit spécifique, très utiles en génie génétique. Pour conclure, les apprentis chercheurs déterminent au travers de différentes techniques de laboratoires les identités de différents enzymes de restriction.

Équipés de blouses de laboratoire, de gants et de lunettes de protection, les lycéens ont l’opportunité
de tester plusieurs techniques scientifiques :

  • ELISA - Dosage immuno-enzymatique sur support solide
  • Électrophorèse sur gel d’agarose
  • Dosage des enzymes de restriction

6. Certains l'aiment chaud - Découvrir la biologie des systèmes

La biologie des systèmes est un domaine d'étude interdisciplinaire qui se concentre sur les interactions complexes au sein des systèmes biologiques. Elle combine la biologie, l'informatique et la science des systèmes. Les données biologiques produites en laboratoire sont analysées grâce à des outils informatiques, en prenant en compte le système biologique dans son ensemble et pas uniquement chaque paramètre individuel. Les interactions entre les différents composants du système biologique étudié sont analysées dans le but de comprendre comment ces interactions agissent sur le fonctionnement et le comportement de ce système, par exemple dans le cas d'un enzyme et des métabolites dans une voie métabolique.

Dans cet atelier, l'activité d'une enzyme appelée ß-Galactosidase (ß-Gal) est analysée. L'enzyme en question est impliquée dans la dégradation du lactose en glucose et galactose. La vitesse de réaction des enzymes qui modifient des substrats de manière spécifique est influencée par des paramètres comme la température et le pH d'un système. Ceux-ci accélèrent ou ralentissent la réaction enzymatique. Après une introduction théorique, les élèves font une première expérience avec le logiciel CellDesignerTM et élaborent leur propre modèle informatique de la voie métabolique du lactose. Ils apprennent quelles données biologiques sont nécessaires pour alimenter le modèle et génèrent ces données par eux-mêmes dans le laboratoire. À la fin de la journée, ils sont en mesure de répondre aux questions suivantes : l'activité de ß-Gal dépend-elle de la température ? Est-il possible de modéliser l'activité de la ß-Gal par informatique ?

Équipés d'ordinateurs portables et de blouses de laboratoire, les lycéens ont l'occasion de découvrir :

  • La voie métabolique du lactose dans la cellule
  • Les activités de laboratoire permettant de déterminer la constante de Michaelis-Menten et la vitesse de la réaction catalysée par l'enzyme
  • Comment modéliser l'activité de l'enzyme ß-Galactosidase en fonction de la température avec le logiciel CellDesignerTM

7. Comprendre la maladie de Parkinson – L’expérimentation animale et les alternatives possibles

La maladie de Parkinson est la deuxième maladie neurodégénérative la plus répandue et elle touche actuellement plus de 1,2 million de personnes en Europe, avec près de 1200 cas confirmés au Luxembourg. Cet atelier présente la maladie de Parkinson aux élèves du secondaire et montre comment la recherche sur les modèles animaux peut apporter un nouvel éclairage sur une maladie. La réglementation en place pour l’expérimentation animale et la question du bien-être des animaux sont également abordés, ainsi que les méthodes de remplacement innovantes développées récemment.

Équipés de blouses de laboratoire et d'ordinateurs portables, les lycéens ont l'occasion de découvrir plusieurs sujets par le biais d'activités pratiques :

  • Les neurones et la maladie de Parkinson
  • Les études comportementales chez la mouche à fruits Drosophila melanogaster et les alternatives de recherche
  • Les 3R pour l’expérimentation animale (Remplacer, Réduire et Raffiner) et comment garantir le bien-être des animaux utilisé pour la recherche

8. Un avant-goût de la recherche

Cet atelier destiné aux classes de 5e et 4e donne aux élèves un aperçu du quotidien des chercheurs et leur permet d'explorer plusieurs aspects de la recherche en biologie. Chaque classe peut choisir trois activités d'une heure, chacune portant sur un thème différent, parmi la liste suivante :

  • Extraction d'ADN : l'extraction du matériel génétique est le point de départ de nombreuses méthodes et expériences. Les élèves extraient leur propre ADN et apprennent comment ce matériel génétique peut être utilisé.
  • Culture cellulaire : les élèves travaillent dans une salle de culture cellulaire, manipulent des cellules et apprennent l'importance des conditions de travail stériles.
  • Robotique et automatisation : des robots qui gèrent automatiquement les cultures cellulaires aux plateformes de criblage à haut débit, l'automatisation de la recherche a connu un essor considérable au cours des dernières années. Dans cette activité, les élèves programment un robot qui prend en charge une tâche fastidieuse : le pipetage.
  • Organismes modèles et tests comportementaux : l’expérimentation animale joue un rôle essentiel dans notre compréhension des maladies et dans le développement de traitements pour les animaux et les humains. Les élèves découvrent l’univers des organismes modèles en se concentrant sur la mouche à fruits, Drosophila melanogaster. Ils réalisent des tests comportementaux à l'aide de la drosophile.

Ces activités sont accompagnées d'informations sur le travail de chercheur et sur les autres professions qui impliquent un travail en laboratoire.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Informations pratiques pour les ateliers de biologie

  • En raison de la situation actuelle (COVID-19), chaque élève doit maintenant amener sa propre blouse de laboratoire.
  • Du matériel pédagogique est fourni aux enseignants pour leur permettre de préparer leur classe avant les ateliers.
    Cette préparation n’est pas obligatoire.
  • À la fin d'un atelier, chaque élève reçoit un certificat attestant de sa participation.
  • Pour les ateliers de biologie, une participation de 7 euros par élève est demandée.
  • Le montant total sera facturé une fois l'atelier effectué (pas de paiement sur place).

Langue

Selon les besoins des élèves, les ateliers de biologie se déroulent en allemand, en français ou en anglais.

Horaires

Les ateliers se déroulent de 9h à 15h30 avec une pause déjeuner d’une heure. Pendant la pause déjeuner, les élèves peuvent manger au restaurant universitaire ou dans les restaurants situés sur le campus et dans Belval Plaza. Les horaires de la pause repas doivent être respectés afin que les activités de l’après-midi puissent reprendre à l’heure.

La seule exception est l'atelier "Un avant-goût de la recherche" qui dure 4 heures et se déroule de 9h à 13h.

La sécurité au laboratoire

Les ateliers de biologie se déroulent dans un laboratoire de catégorie P1 (ou BSL-1). Ce niveau de biosécurité est adapté pour réaliser des expériences avec des agents et des organismes connus qui ne causent pas de maladies chez l’homme. Cependant, certaines règles de sécurité doivent être respectées :

  • Portez des chaussures fermées et un pantalon long.
  • Les cheveux longs doivent être attachés en queue de cheval ou en chignon.
  • Les vêtements de protection fournis par le laboratoire (blouse, gants et lunettes de protection) doivent être portés à tout moment dans les laboratoires et les couloirs.
  • Il est interdit de manger et de boire dans le laboratoire.
  • Il est strictement interdit de fumer à l’intérieur du bâtiment.
  • Les personnes enceintes ne sont pas autorisées à entrer dans le laboratoire.
  • Les élèves qui sont sous l’emprise de l’alcool ou de drogues ne sont pas autorisés à entrer dans le laboratoire.

Les élèves qui ne respectent pas ces mesures seront exclus de l’atelier.

Si vous avez connaissance d’éventuels problèmes de santé (ex : réactions allergiques) ou handicaps de vos élèves, veuillez nous en informer à l’avance pour que nous puissions prendre nos dispositions.

Lieu

Les ateliers de biologie ont lieu dans la Maison de la Biomédecine sur le campus Belval (Biotech I).

Si vous venez en voiture ou en car, prenez l’A4 et suivez-la jusqu’au bout, puis suivez les panneaux vers « Belval ». Sur le campus, il n’y a malheureusement aucun panneau indiquant le chemin jusqu’au bâtiment Biotech I. Veuillez utiliser le plan ci-dessous pour vous y rendre. Il est interdit de se garer autour du bâtiment. Les bus peuvent déposer les élèves en face du Biotech I mais ne peuvent pas rester garer sur place.

Si vous venez en train, descendez à la gare de « Belval Université ». Notre bâtiment se trouve à environ 5 minutes de marche de la gare. Plusieurs bus peuvent également vous amener jusqu’au Campus de Belval.

 

 

Pour réserver un atelier, inscrivez-vous en ligne sur Appointy.
Il peut y avoir 6 à 12 mois d’attente.

 

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