Bernard Billoud

Maître de conférences du Service Public
de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche

Paris et Roscoff
Carte : IGN
Recherche
à Roscoff

Je travaille, dans l'équipe de recherche « Morphogenèse des Macro-Algues » (UMR8227, Station Biologique de Roscoff), sur la morphogenèse de l'algue brune Ectocarpus siliculosus. Cette algue appartient au pylum des Stramenopiles, qui comprend également les diatomées et les laminaires. Parmi les eukaryotes, les stramenopiles constituent un groupe distinct de celui des archaeplastida (plantes, algues vertes et algues rouges), autant que de celui des opistokontes (métazoaires, champignons). La multi-cellularité est apparue dans ce groupe de façon indépendante, ce qui en fait un groupe particulièrement intéressant pour l'étude des phénomènes fondamentaux du développement : différenciation, communication inter-cellulaire.

L'organisme que nous avons choisi présente le niveau de complexité minimal des organismes multi-cellulaires : il s'agit d'une algue filamenteuse unisériée. Nous avons abordé l'étude du développement d'Ectocarpus siliculosus en privilégiant une approche pluri-disciplinaire, qui repose sur l'expérimentation et la modélisation informatique. Dans ce cadre, ma contribution a consisté à élaborer et optimiser des simulations informatiques du développement de l'algue, afin de proposer et tester des hypothèses concernant son développement.

En parallèle de ce travail concernant directement le développement et la morphogenèse, nous contribuons à une meilleure connaissance de l'algue brune E. Siliculosus et de son métabolisme, au moyen notamment d'analyses au niveau génomique. Nous avons ainsi étudié la voie de production de la phyto-hormone auxine, et montré que la bio-synthèse endogène d'auxine était possible. Cette synthèse fait intervenir des enzymes bien conservées (proches de celles des plantes), mais les molécules impliquées dans le contrôle et le transport de l'auxine divergent radicalement de leurs équivalents fonctionnels chez les plantes. Par ailleurs, nous avons exploré l'existence de micro-ARN dans le génome d'E. Siliculosus. Du fait de la distance phylogénétique importante entre les stramenopiles et les autres clades où des micro-ARN sont connus (animaux et plantes), une identification par similarité de séquence était exclue. Nous avons donc développé une approche bio-informatique originale, qui nous a permis d'identifier des candidats sur l'ensemble du génome. Nous avons ensuite validé expérimentalement plusieurs d'entre eux, y compris en caractérisant leurs précurseurs : les pré-miRs.

Recherche
à Paris

Biologiste de formation, et plus précisément dans le domaine de la Biologie du Développement, j'ai participé , au cours de mon doctorat, à l'étude du rôle que jouent dans le développement embryonnaire précoce, les ARN messagers transcrits et accumulés par l'ovocyte au cours de l'ovogenèse. En particulier, nous avons caractérisé l'expression constitutive d'un gène codant une protéine de réponse au choc thermique : HSP70. J'ai obtenu mon doctorat en 1994.

Je me suis tourné après ma thèse vers la bio-informatique. J'ai été accueilli à l'Atelier de Bio-Informatique, alors dirigé par Alain Viari et Joël Pothier. J'ai participé à l'élaboration d'un langage de description des structures secondaires d'ARN, nommé Palingol. Un tel langage permet de spécifier un motif fonctionnel défini en termes structuraux, puis de rechercher, dans un ensemble de séquences (par exemple un génome complet), les occurrences de ce motif.

J'ai été recruté à l'Université Pierre et Marie Curie sur un poste de Maître de Conférences en Informatique appliquée à la Biologie en 1996. Durant la période 1996-2006, mes activités de recherches se déroulaient dans le cadre de l'Atelier de BioInformatique. J'ai continué à y développer des méthodes d'analyse des séquences nucléotidiques, notamment sur les motifs fonctionnels constitués de contraintes portant sur les structures primaires et secondaires des ARN. En particulier, à partir de descriptions de structures secondaires d'ARN, j'ai proposé, en partenariat avec le laboratoire du Pr Jean Deutsch (UPMC), une méthode permettant d'identifier des variations structurales, que l'on peut utiliser comme autant de caractères héritables, sur lesquels peut donc se fonder une analyse phylogénétique.

J'ai élargi le champ de mes recherches à la découverte de motifs fonctionnels de protéines, et à l'utilisation de tels motifs à des fins de classification. En particulier, avec le Paulette Vignais (CEA Grenoble), nous avons pu montrer l'existence de différentes classes d'hydrogénases caractérisées par des variantes d'un motif d'amino-acides. Nous avons pu relier les variations de ce motif à l'histoire évoutive des organismes dotés d'hydrogénases. Dans le même temps, j'ai continué à étudier les motifs structuraux des ARN, ce qui m'a conduit à travailler avec Martine Boccara (Atelier de Bio-Informatique, UPMC) à l'identification et la caractérisation des micro-ARN chez les plantes.

Enseignement
à Paris

Depuis 1996, je suis Maître de Conférences en Informatique appliquée à la Biologie, dans l'UFR des Sciences de la Vie (UFR 927).

J'ai été très tôt intégré dans un milieu d'enseignants extrêmement motivés et volontaristes. La discipline était neuve, et nous avons été amenés à inventer les contenus, ainsi que les pratiques pédagogiques. Nous avons principalement axé l'esprit de nos enseignements sur l'algorithmique. Il s'agit là d'une forme de pensée originale en sciences du vivant, parce qu'elle s'appuie sur la notion de procédure : le type de connaissance qu'on acquiert et qu'on produit se présente moins sous forme d'objets et de faits que d'une méthode de traitement ordonné de l'information. En conséquence, l'enseignement apparaît parfois déroutant à certains étudiants, et contrairement à une idée communément répandue, ce ne sont pas nécessairement ceux qui ont le plus de facilités en mathématiques qui obtiennent les meilleurs résultats en informatique. Il est aisé de convaincre les étudiants du besoin absolu de s'approprier les outils informatiques pour être à l'aise dans le monde de la Biologie moderne, à quelque niveau qu'on y soit confronté. Les quantités de données à traiter, la complexité des interactions envisagées, la nécessaire précision des calculs, tout ceci fait de l'ordinateur un élément irremplaçable du laboratoire d'aujourd'hui. Mais il est important de dépasser cette fonction utilitaire (sans en nier la nécessité) pour montrer aussi que l'informatique, en imposant une formalisation des objets que l'on manipule (qu'on abstrait sous forme de variables) et des méthodes de raisonnement (qu'on décrit comme autant d'algorithmes), amène naturellement à préciser les modèles, à en démasquer les hypothèses cachées, à en cerner les limites.

Ces notions servent de toile de fond à l'ensemble des enseignements auxquels je participe, en particulier dans l'UE obligatoire d'informatique en L2. J'enseigne également dans l'UE obligatoire d'algèbre linéaire et bio-statistiques, ainsi que dans les UE optionnelles d'informatique et de bio-informatique aux niveaux Licence et Master. En particulier, j'interviens dans la formation aux outils bio-informatiques pour diverses spécialités de M2.

Je participe enfin aux modules d'écoles doctorales (modules OBI, également ouverts à la Formation Continue), ainsi qu'à la Formation Continue aux statistiques et au maniement du logiciel R, à la Station Biologique de Roscoff.