BIF7105 — Méthodes statistiques en bioinformatique (UQAM)

BIF7105 - Méthodes statistiques en bioinformatique

Plan de cours Automne 2024

Horaires, locaux et enseignants
Version PDF du plan de cours

Responsable(s) du cours

Coordination

Makarenkov, Vladimir
PK-4815
makarenkov.vladimir@uqam.ca
https://www.labunix.uqam.ca/~makarenkov_v/site_web/index.html

Enseignement

Willems, Matthieu
willems.matthieu@uqam.ca

Description officielle

Objectifs

Fournir les bases statistiques pour énoncer les hypothèses statistiques et exécuter les tests qui s’appliquent à des problèmes de bioinformatiques.

Sommaire du contenu

Rappel des principes de base en probabilité et en statistique. Inférence statistique classique et bayésienne. Processus stochastiques : promenades aléatoires, processus de Poisson, chaines de Markov. Algorithme BLAST (“Basic Local Alignment Search Tool”). Modèles d’évolution.

Objectif du cours

  1. Appliquer et comprendre les bases statistiques en bioinformatique pour énoncer des hypothèses.

  2. Apprendre le langage R et développer des fonctions d’analyse.

Modalités d’évaluation

ÉVALUATIONS DATES DE REMISE PONDÉRATION
Examen de mi-session 23 octobre 30%
T.P. (devoir) 27 novembre 30%
Projet de session :
Présentation 11 décembre 10%
Rapport 18 décembre 30%

TRAVAUX PRATIQUES (T.P.)

Le T.P. sera une suite de petits exercices qui touchent directement la matière enseignée les semaines précédentes. Les énoncés seront donnés trois semaines avant la date de remise. Les travaux pratiques doivent être faits individuellement et remis sous format éléctronique.

PROJET DE SESSION

Les projets de session sont à faire en ÉQUIPE DE DEUX OU TROIS PERSONNES ÉTUDIANTES. Les équipes devront définir et envoyer un énoncé de projet au plus tard le 6 novembre 2024. Chaque équipe devra rencontrer le professeur au moins une fois durant la session pour discuter l’avancement de leur projet.

Le projet réalisé sera livré de deux façons : un exposé en classe de 10-15 MINUTES (5 minutes par personne) le 11 décembre 2024, puis un rapport écrit sous forme d’article à remettre le 18 décembre 2024. Vous devez remettre toutes les annexes que vous avez générées dans un dossier compressé (.zip ou .tar.gz). N’oubliez pas de bien les identifier et les commenter.

Le rapport principal sera de 9 pages maximum et comprendra les sections suivantes :

  1. Un résumé de votre étude (1/2 page)

  2. Une introduction avec les références pertinentes (1 page)

  3. Méthodologie (2 à 3 pages)

  4. Résultats et discussions (2 à 3 pages)

  5. Conclusion (1/2 page)

  6. Références en écartant les références de Wikipedia (1 page maximum)

EXEMPLE DE TRAVAUX ADMISSIBLES

  1. Révision critique d’un outil bioinformatique (ou package R): description de l’application et des jeux de données, de la problématique, des tests d’hypothèses et de la méthode statistique. Inclusion d’un exemple pratique.

  2. Révision des techniques statistiques utilisées dans un sujet d’intérêt en bioinformatique p.ex. la phylogénie, la variation génétique, l’épidémiologie, l’écologie, etc.

Calendrier

Semaine Date Activité
1 4 septembre Présentation du cours, introduction aux statistiques, concept de probabilité, méthode scientifique, mesures de tendance centrale, mesures de dispersion et de position. Présentation de l’environnement de programmation et introduction aux concepts algorithmiques
2 11 septembre Introduction au langage R avec RStudio, en R : Introduction aux structures de données : vecteurs, data.frame et matrices, lecture de fichiers, calculs simples et sorties graphiques
3 18 septembre Distributions de probabilité (loi de Poisson, loi normale, loi de Student), tests d’hypothèses, notion de degrés de liberté
4 25 septembre Analyse de variance (ANOVA), test de normalité, analyse factorielle (ANOVA à plusieurs facteurs)
5 2 octobre Langage R avec RStudio : Opérations sur les listes, structures de contrôle et fonctions, tests statistiques en R
6 9 octobre Régressions simples et multiples
7 16 octobre Langage R avec RStudio : ANOVA et régression en R
8 23 octobre Examen de mi-session
9 30 octobre Chaînes de Markov et théorie de l’échantillonage, théorème de Bayes et p-valeur
10 6 novembre Langage R avec RStudio : Analyse Bayésienne et analyse par composantes principales (PCoA) et distribution du T.P.
11 13 novembre Simulations Monte Carlo, tests de permutation, bootstrap, concept de Likelihood
12 20 novembre Langage R avec RStudio : Quantitative structure-activity relationship - QSAR
13 27 novembre Langage R avec RStudio : Simulations de Monte Carlo, échantillonnage aléatoire, bootstrap, réalisation de rapports, présentations avec Knitr et remise du T.P.
14 4 décembre Langage R avec RStudio : Classification hiérarchique (hclust) et par partitionnement et k-means
15 11 décembre Présentations orales

Médiagraphie

LOGICIEL

RStudio: https://www.rstudio.com/products/rstudio/download/ LO

LIVRES ET AIDE MÉMOIRE

Kauffman, M. (2009) AIDE MÉMOIRE R Référence des fonctions de R les plus courantes. (https://cran.r-project.org/doc/contrib/Kauffmann_aide_memoire_R.pdf) VO

Krijnen, W. P. (2009). Applied statistics for bioinformatics using R. Institute for Life Science and Technology, Hanze University. (https://cran.r-project.org/doc/contrib/Krijnen-IntroBioInfStatistics.pdf) VO

Laude, H. (2016). Data Scientist et langage R - Guide d’autoformation à l’exploitation des Big Data. ENI. VR

Paradis, E. (2005) R pour les débutants (https://cran.r-project.org/doc/contrib/Paradis-rdebuts_fr.pdf) VO

Information sur les Services à la vie étudiante

Services

Les services à la vie étudiante accompagnent les étudiantes et les étudiants dans la réussite de leur parcours universitaire.

Bureau

Bureau des services-conseils (soutien psychologique, bien-être aux études, information scolaire et insertion professionnelle, orientation, emploi): pour prendre rendez-vous, communiquez au 514 987-3185 ou par courriel à services-conseil@uqam.ca.

Aide financière

Bureau de l’aide financière: pour prendre rendez-vous, écrivez à aidefinanciere@uqam.ca.

Bourses d’études

Concernant les bourses, pensez à consulter Le Répertoire institutionnel des bourses d’études (RIBÉ) et écrivez à bourse@uqam.ca pour toute question.

Informations générales

Consultez les informations et l’ensemble des coordonnées et services offerts par les Services à la vie étudiante à l’adresse suivante: vie-etudiante@uqam.ca.

Politique d’absence aux examens

Reprise d’examen

L’autorisation de reprendre un examen en cas d’absence est de caractère exceptionnel. Pour obtenir un tel privilège, l’étudiant-e doit avoir des motifs sérieux et bien justifiés.

Conflits d’horaire

Il est de la responsabilité de l’étudiant.e de ne pas s’inscrire à des cours qui sont en conflit d’horaire, tant en ce qui concerne les séances de cours ou d’exercices que les examens. De tels conflits d’horaire ne constituent pas un motif justifiant une demande d’examen de reprise.

Procédure

L’étudiant.e absent.e lors d’un examen doit, dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la date de l’examen, présenter une demande de reprise en utilisant le formulaire prévu, disponible sur https://info.uqam.ca/repriseexamen/.

Pièces justificatives

Dans le cas d’une absence de moins de cinq (5) jours pour raison médicale, l’étudiant.e doit joindre une déclaration sur l’honneur. Lors d’une absence de cinq (5) jours et plus, un billet médical est exigé. Les dates d’invalidité doivent être clairement indiquées sur le billet original. L’authenticité du billet pourrait être vérifiée.

Dans le cas d’une absence pour une raison non médicale, l’étudiant.e doit fournir les documents originaux expliquant et justifiant l’absence à l’examen ; par exemple, lettre de la Cour en cas de participation à un jury, copie du certificat de décès en cas de décès d’un proche, etc. Toute demande incomplète sera refusée. Si la direction du programme d’études de l’étudiant.e constate qu’un.e étudiant.e a un comportement récurrent d’absence aux examens, l’étudiant.e peut se voir refuser une reprise d’examen.

Pour plus d’informations

Consulter la page https://info.uqam.ca/repriseexamen/.

PLAGIAT Règlement no 18 sur les infractions de nature académique. (extraits)

Tout acte de plagiat, fraude, copiage, tricherie ou falsification de document commis par une étudiante, un étudiant, de même que toute participation à ces actes ou tentative de les commettre, à l’occasion d’un examen ou d’un travail faisant l’objet d’une évaluation ou dans toute autre circonstance, constituent une infraction au sens de ce règlement. (R18, art. 2.1, définition d’une infraction)

Liste non limitative des infractions mentionnées dans le R18 :

Les sanctions reliées à ces infractions sont précisées aux articles 3 et 5 du Règlement no 18 sur les infractions de nature académique.

Pour éviter de vous exposer à des sanctions :

  1. Consultez le site r18.uqam.ca pour plus d’information sur l’intégrité académique et le R18;
  2. Développez les bonnes pratiques en matière de recherche documentaire et de rédaction des travaux via l’outil Infosphère et les formations offertes par le Service des bibliothèques

Politique no 2

Le droit à la liberté académique universitaire est le droit de toute personne d’exercer librement et sans contrainte doctrinale, idéologique ou morale, telle la censure institutionnelle, une activité par laquelle elle contribue à l’accomplissement de la mission de l’Université.

Ce droit comprend la liberté :

  1. d’enseignement et de discussion;
  2. de recherche, de création et de publication;
  3. d’exprimer son opinion sur la société et sur une institution, y compris l’établissement duquel la personne relève, ainsi que sur toute doctrine, tout dogme ou toute opinion;
  4. de participer librement aux activités d’organisations professionnelles ou d’organisations académiques.

Il doit s’exercer en conformité avec les normes d’éthique et de rigueur scientifique généralement reconnues par le milieu universitaire et en tenant compte des droits des autres membres de la communauté universitaire.

En reconnaissant, en promouvant et en protégeant la liberté académique universitaire, cette politique soutient la mission de l’Université, laquelle comprend la production et la transmission de connaissances par des activités de recherche, de création et d’enseignement et par des services à la collectivité.

Pour plus d’information, vous pouvez consulter la section Liberté académique universitaire.

Politique no 16 visant à prévenir et combattre le sexisme et les violences à caractère sexuel

Les violences à caractère sexuel se définissent comme étant des comportements, propos et attitudes à caractère sexuel non consentis ou non désirés, avec ou sans contact physique, incluant ceux exercés ou exprimés par un moyen technologique, tels les médias sociaux ou autres médias numériques. Les violences à caractère sexuel peuvent se manifester par un geste unique ou s’inscrire dans un continuum de manifestations et peuvent comprendre la manipulation, l’intimidation, le chantage, la menace implicite ou explicite, la contrainte ou l’usage de force.

Les violences à caractère sexuel incluent, notamment :

Pour consulter la politique no 16

https://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2019/04/Politique_no_16_2.pdf

Pour obtenir de l’aide, faire une divulgation ou une plainte

Bureau d’intervention et de prévention en matière de harcèlement
514-987-3000, poste 0886

Pour obtenir la liste des services offerts à l’UQAM et à l’extérieur de l’UQAM

https://harcelement.uqam.ca

Soutien psychologique (Services à la vie étudiante)

514-987-3185
Local DS-2110

CALACS Trêve pour Elles – point de services UQAM

514 987-0348
calacs@uqam.ca
http://trevepourelles.org

Service de la prévention et de la sécurité

514-987-3131

Politique no 44 d’accueil et de soutien des étudiant.e.s en situation de handicap 

Politique

Par sa politique, l’Université reconnait, en toute égalité des chances, sans discrimination ni privilège, aux étudiant.e.s en situation de handicap, le droit de bénéficier de l’ensemble des ressources du campus et de la communauté universitaire, afin d’assurer la réussite de leurs projets d’études, et ce, dans les meilleures conditions possibles. L’exercice de ce droit est, par ailleurs, tributaire du cadre réglementaire régissant l’ensemble des activités de l’Université.

Responsabilité de l’étudiant.e

Il incombe aux étudiant.e.s en situation de handicap de rencontrer les intervenant.e.s (conseiller.ère.s à l’accueil et à l’intégration du Service d’accueil et de soutien des étudiant.e.s en situation de handicap, professeur.e.s, chargé.e.s de cours, direction de programmes, associations étudiantes concernées, etc.) qui pourront faciliter leur intégration à la communauté universitaire ou les assister et les soutenir dans la résolution de problèmes particuliers en lien avec les limitations entraînées par leur déficience.

Service d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap

Le Service d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap (SASESH) offre des mesures d’aménagement dont peuvent bénéficier certains étudiant.e.s. Il est fortement recommandé aux de se prévaloir de ces services afin de réussir ses études, sans discrimination. Pour plus d’information, visiter le site de ce service : https://services.uqam.ca/services-offerts/soutien-aux-etudiants-en-de-situation-handicap/ et celui de la politique institutionnelle d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap : https://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2018/05/Politique_no_44.pdf

Il est important d’informer le SASESH de votre situation le plus tôt possible :

Politique no 42 sur le harcelement

L’Université du Québec à Montréal (ci-après, l’« Université ») reconnaît à toutes les personnes membres de la communauté universitaire le droit d’être traitées avec dignité, équité et respect mutuel.

Toutes, tous sont susceptibles de subir du harcèlement. L’Université reconnaît que le harcèlement est majoritairement dirigé à l’endroit de certains groupes. Il s’agit notamment des femmes, plus particulièrement lorsque leur vécu se situe à l’entrecroisement de plusieurs formes de discrimination, des personnes issues des minorités sexuelles ou de genre, des communautés racisées ou ethnicisées, des communautés autochtones, des étudiantes, étudiants internationaux, ainsi que des personnes en situation de handicap. L’Université s’engage donc à tenir compte de leurs besoins spécifiques.

L’Université considère le respect mutuel, l’égalité, l’écoute et l’entraide comme des valeurs importantes qui favorisent l’épanouissement personnel ainsi que l’établissement de rapports harmonieux entre les personnes et entre les groupes, et qui permettent la mise en place d’un milieu sain et propice à la réalisation individuelle ou collective de sa mission universitaire.

L’Université croit que la collaboration de chaque personne et de chaque groupe de la communauté universitaire est essentielle pour favoriser la création d’un tel milieu et, en ce sens, elle compte sur la contribution de chaque personne.

L’Université juge que toute forme de harcèlement porte atteinte à la dignité et à l’intégrité physique ou psychologique d’une personne.

L’Université reconnaît sa responsabilité d’assurer un milieu de travail et d’études exempt de toute forme de harcèlement et veille à ce qu’aucune forme de harcèlement ne soit tolérée, quelle qu’en soit la source.

Pour plus de détails, consultez la politique complète : https://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2018/05/Politique_no_42.pdf