Project

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In the light of evolution

English title In the light of evolution
Applicant Dessimoz Christophe
Number 199775
Funding scheme Agora
Research institution Department of Computational Biology University of Lausanne
Institution of higher education University of Lausanne - LA
Main discipline Genetics
Start/End 01.05.2021 - 30.04.2024
Approved amount 199'702.00
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All Disciplines (3)

Discipline
Genetics
Infectious Diseases
Methods of Epidemiology and Preventive Medicine

Keywords (4)

evolution; phylogenies; tree of life; infectious disease transmission

Lay Summary (French)

Lead
« Rien n'a de sens en biologie, si ce n'est à la lumière de l'évolution » (Theodosius Dobzhansky, 1900-1975). Notre objectif est de publier 10 histoires "à la lumière de l'évolution" afin de faire découvrir à un large public comment les arbres phylogénétiques sont utiles et utilisés dans tous les domaines des sciences de la vie et quels sont les défis à relever. Chaque histoire, en lien avec une publication scientifique, sera accompagnée d'ateliers donnant accès aux données et aux protocoles nécessaires pour reproduire les analyses effectuées de la manière la plus rigoureuse possible. Les activités seront modulables, et pourront être réalisées ‘manuellement’, en mode papier crayon, ou avec l’aide d’ordinateur, en classe (9-19 ans) ou lors de foires scientifiques.
Lay summary

La vie est très diversifiée, mais tous les êtres vivants sont liés entre eux. L'idée de représenter les relations entre espèces sous la forme d'un arbre est essentiellement due à Charles Darwin (1809 - 1882), le père de la théorie de l'évolution. Les arbres phylogénétiques ont d'abord été construits en comparant des caractéristiques morphologiques, anatomiques et/ou physiologiques. Ces données ne sont pas toujours facilement accessibles et, surtout, ces données ne sont pas disponibles pour toutes les espèces. Les arbres phylogénétiques sont aujourd’hui construits en comparant des séquences d'ADN ou de protéine, des données librement accessibles sur internet : une vraie mine d’or! 

Les arbres phylogénétiques sont devenus des outils essentiels pour la recherche biomédicale. Ils permettent d’étudier les relations entre différentes espèces (par exemple, la relation entre le T. Rex et le poulet, entre l'homme et la banane, ou encore la relation entre les différents coronavirus qui infectent la chauve-souris, le pangolin et l’homme). Ils permettent également d’étudier les épidémies et de choisir les meilleurs vaccins ou encore, d’analyser les variations génétiques accumulées par des bactéries ou des cellules tumorales au cours du temps afin de pouvoir adapter au mieux un traitement. 

Le choix des histoires publiées dans le cadre de ce projet seront sélectionnés en fonction de l’actualité afin de favoriser un dialogue avec le public sur des sujets brûlants (par exemple, l'origine du nouveau coronavirus) ou amusants (par exemple, partageons-nous vraiment 50 % de nos gènes avec les bananes?). Nous prévoyons de sélectionner des articles publiés par les auteurs de ce projet ou d'autres collaborateurs du SIB Institut Suisse de Bioinformatique, ainsi que des articles publiés par d'autres scientifiques qui utilisent des ressources ou des outils développés par les auteurs de ce projet (OMA, UniProt, Viralzone,…). 

Les concepts de base, les 10 histoires et le matériel de l'atelier, y compris les données, les protocoles et support multimedia, seront disponibles sur un site web dédié. Des sessions pilotes au sein des classes nous permettront d'adapter le contenu. Un quiz interactif (anonyme) nous permettra également d'évaluer la compréhension des participants et d'adapter le contenu.

Chaque nouvelle histoire sera annoncée sur nos différents réseaux sociaux et sites web, et les activités seront présentées de manière régulière dans les classes et lors des foires scientifiques. Nous nous appuierons sur le réseau de partenaires impliqués dans des activités avec les écoles ou avec le grand public. Nous espérons ainsi pouvoir engager avec notre public un dialogue sur la base d’activités rigoureuses et ludiques et aborder non seulement l'importance de la phylogénie mais aussi ses limites et ce que qu’il est possible—ou pas—de conclure de ces recherches scientifiques. 

Direct link to Lay Summary Last update: 31.03.2021

Responsible applicant and co-applicants

Project partner

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
167276 Efficient and accurate comparative genomics to make sense of high volume low quality data in biology 01.04.2017 NRP 75 Big Data
150654 Harnessing Phylogenetic Variation Among Genetic Loci to Unravel Species Phylogenies, Lateral Gene Transfer, and Recombination Hotspots 01.09.2015 SNSF Professorships
183723 Embracing Phylogenetic Incongruence Among Genetic Loci 01.09.2019 SNSF Professorships
191163 Reconstructing Deep Ancestral Genomes Through Integrative Phylogenomics 01.01.2020 Scientific Exchanges

Abstract

Our goal is to devise and disseminate 10 stories in the light of evolution in order to make non-specialist audiences discover how phylogenetic trees are used and useful in Life science today and what are the challenges faced. Each story, which is linked to a peer-reviewed paper, will be accompanied by workshops giving access to the data and protocols needed to replicate the analyses carried out as rigorously as possible, in the classroom (ages 9-19) and during science fairs. Our aim is to engage in a dialogue with the public, in a rigorous yet playful way.Phylogenetic trees have become an essential tool of modern biological research and can be seen in many if not all biological disciplines, such as the study of relationships between species (i.e. T. Rex & chicken, human & banana, bat, pangolin & human coronavirus), the study of viral outbreaks and the issues it raises for vaccines or the analysis of genetic variations in bacteria, or tumor cells over time in order to tailor a treatment.Phylogenetic trees are now constructed from DNA or protein sequences, which are freely accessible via public sequence databases. These authentic molecular data as well as the bioinformatic tools freely available online are a gold mine and make it possible to discover the processes that shape evolution on earth to a wide range of audiences.We will publish 10 stories, each based on one or several peer-reviewed scientific publications. Whenever possible, timely articles will be selected so as to foster a dialogue with our targeted public on hot (i.e. origin of the new coronavirus) or funny topics (i.e. do we really share 50% of our genes with bananas?). We plan to select articles published by the grant submitters and other collaborators from the Swiss Institute of Bioinformatics (SIB), as well as articles published by other scientists that use data found in resources or tools developed by the submitters (OMA, UniProt, Viralzone,). The stories will be published at a regular rate during 3 years. Each new story will be advertised on our different social media channels and websites.The stories will be accompanied with workshops to be done manually, with pen and pencils, or with computers. Links between concepts, such as sequences and genetic variations, genetic variations and evolution, evolution and phylogeny, will be presented. We will explain how to analyze the data step by step, either manually (e.g. with a pen and paper approach, or props like a DNA sequencer model in LEGO®) and/or with the help of computers. We will also carry out hands-on puzzles with the tools used by scientists throughout the world. The stories and the workshop materials, including the data, the protocols and short explanatory videos, will be made available on a dedicated web site developed with the help of a professional graphic designer. Pilot sessions within the classrooms will allow us to adapt the content. An interactive (anonymous) quiz will also allow us to assess the understanding of the participants and to adapt the content on a regular manner, if necessary. The different workshops will be built in such a way as to be modular and adaptable to different audiences. They will be presented in a regular manner in the classrooms and during science fairs. We will rely on the network we have established for several years now, in particular in the French-speaking part of Switzerland, together with our different partners involved in activities with schools or with the public at large. In this way, we hope to be able to engage in a dialogue with our public and address not only the importance of phylogeny but also its limitations and what scientists can or cannot conclude from them.
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