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Contraintes mécaniques et le cytosquelette des cellules.

publié le , mis à jour le

Les cellules vivantes possèdent une propriété prééminente : en fonction de leur environnement elle peuvent se polariser et migrer dans une certaine direction pour accomplir une mission, par exemple combattre des pathogènes dans le cas de cellules du système immunitaire.

La polarité et la migration dépendent de l’auto-assemblage des molécules d’actine dans un réseau réticulé élastique. Cet auto-assemblage crée naturellement des contraintes mécaniques dans le réseau, qui agissent sur la dynamique de croissance du réseau.

Nous avons étudié le cas de la croissance d’un réseau d’actine autour d’une bille biomimétique, un système modèle, qui a été étudié intensivement sur le plan expérimental et théorique. Dans ce système, les contraintes mécaniques augment avec la taille du réseau par un effet géométrique du à la surface courbe de la bille.

En nous appuyant sur les approches de la thermodynamique linéaire hors-équilibre, nous avons développé un modèle qui intègre d’une manière cohérente les propriétés mécaniques du réseau, les pré-contraintes mécaniques et la dynamique de croissance. Nous avons pu démontrer que (i) le couplage entre mécanique et croissance obéit une certaine symétrie, ce qui est une conséquence directe des lois thermodynamiques et (ii) il peut entrainer une brisure spontanée de la symétrie du front de croissance réseau d’actine. En d’autres termes, le réseau d’actine acquiert naturellement une polarité.
Ces résultats viennent d’apparître dans Journal of Physics, Condensed matter et dans un blog « jphys+ ».