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Couplage Entre Les Voies Signalétiques Et La Mécanique Dans Des Monocouches Épithéliales

Reference : PhD Student

Publication de l'offre : 23 mars 2017

Les transformations de formes des tissus suscitent l'intérêt croissant des physiciens, des biologistes et des chimistes. Entre mécanique et voies de signalisations, ces phénomènes demandent une culture interdisciplinaire pour comprendre les formalismes physiques mis en jeu ainsi que les approches
biologiques de ces problèmes.

 


Le sujet de thèse propose de sonder les couplages entre signaux chimiques et effets mécaniques. Il est possible d'avoir la signature spatiale et temporelle des voies signalétiques des petites GTPases Rho; quant à la mécanique, les formes des cellules, ainsi que les contraintes appliquées par les cellules
peuvent être mesurées en plaçant les couches sur des surfaces déformables au module d'Young maîtrisé.

 

Les expériences qui suivent seront réalisées en mesurant mécanique et signalisation pertinente dans les mêmes acquisitions pour permettre d'identifier les contributions respectives de ces deux aspects de la morphogenèse.
Le montage central reposera sur la préparation d'anneaux cellulaires de dimensions contrôlés : l'approche est maîtrisée par l'équipe par des méthodes de micro-impression. Les cellules organisées en 'doughnut' seront observées au cours du temps dans les configurations suivantes :

 

1/ La propagation d'activités de la GTPase Rho sera suivie au cours du temps sans changement de comportement mécanique. L'activité de cette GTPase peut être suivie en temps réel par fluorescence. La condition périodique de l'anneau cellulaire permettra de visualiser et de quantifier les apparitions de
régularité dans les signaux biochimiques.

 

2/ L'apparition de couplages mécaniques sans changement d'activité de Rho. Les cellules seront stimulées mécaniquement par une pipette - localement, et la propagation de la contrainte sera analysée. On s'attend à ce que l'effet soit mécanique et l'évolution des contraintes sera mesurée et intégrée dans un
modèle.

 

3/ Couplage mécanique/signalisation. Une cellule exprimant Rho
constitutivement actifs sera placée au milieu des autres cellules. On s'attend à ce qu'il y ait dans cette configuration propagation signalétique et mécanique de l'activation locale. La même expérience sera réalisée en activant Rho par opto-génétique localement dans une cellule.

 

Ces séries de trois expériences seront répétées pour les autres GTPases pertinentes Rac et pour cdc 42 pour établir les couplages respectives mécanochimiques entre les trois GTPases. Les cellules épithéliales MDKS seront utilisées comme modèle central, facile a manipuler génétiquement et mécaniquement.

 

Si les résultats sont concluants, les expériences seront étendues à des systèmes cellulaires d'organismes modèles. A l'IGBMC, nous pouvons avoir accès à des cellules de souris, de poissons Zèbre et de C. elegans, et l'extraction de cellules épithéliales ainsi que le savoir-faire local permettront de reproduire ces expériences en anneau cellulaire sur des systèmes cellulaire
variés.

 

Enfin, des collaborations étroites avec un groupe de théoricien seront établies pour intégrer les données dans un modèle mésoscopique. L'article classique de Turing sur la morphogenèse propose ce montage et ses conséquences en
terme de chimie mais ne prend pas en considération la mécanique.

 

Cette thèse permettra d'explorer les aspects mécaniques de cette géométrie,

 

Compétences

 

Le candidat ou la candidate auront une formation solide en biologie ou en physique avec un goût prononcé pour le travail en équipe et aux Interfaces entre la biologie et la physique. Des extensions à des situations in vivo seront explorées pendant tout le travail de thèse.

 

Expertises

 

La personne retenue pratiquera au quotidien la culture cellulaire, la biologie moléculaire, la micro-fabrication, la micro-impression, les microscopies optiques variées, l'analyse des formes cellulaires et des signaux de fluorescence, les traductions en paramètres utilisés par la théorie associée aux expériences.

Votre candidature

Date limite de candidature : 1 novembre 2017

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