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M2

Théorie et modélisation de la signalisation cellulaire.

publié le , mis à jour le

Les récepteurs d’adh ́esion de la famille des int ́egrines permettent les interactions entre une cellule et la matrice extra-cellulaire et sont des noeuds important dans la signalisation bidirectionnelle entre une cellule et son environnement. En fonction de leur environnement lipidique, ces r ́ecepteurs changent d’ ́etats de conformation et peuvent alors recruter des partenaires et d ́eclencher des signalisations. L’une des questions importantes pos ́ees par la biologie cellulaire est de connaˆıtre les principes physiques a ` l’origine de l’organisation spatiale et temporelle de ces r ́eseaux. Le sujet propos ́e vise a ` y r ́epondre sur plan th ́eorique en mod ́elisant ces r ́eseaux comme des r ́eseaux de reaction-diffusion et des r ́eseaux stochastiques, ces derni`eres approches e ́ tant a priori plus adapt ́ees aux r ́eseaux biologiques.

En pratique, il s’agira d’ ́etudier comment deux signalisations diff ́erentes, voire incompatibles, chacune li ́ee a ` deux familles de r ́ecepteurs peuvent donner lieu a ` diff ́erentes organisations spatiales et temporelles sur une membrane bi-dimensionnelle. L’approche des e ́ quations de r ́eaction-diffusion a d ́ej`a d ́emontr ́e que les structures les plus simples obtenues pour une seule famille de r ́ecepteurs, qu’elles soient statiques ou dynamiques, peuvent e ˆ tre d ́ecrites comme des structures auto-entretenues des syst`emes dynamiques (anti-solitons chimiques). Cette analyse reste-elle valable dans le cas d’une approche stochastique ? Peut-on donner et classifier les r ́eseaux en classes poss ́edant des capteurs bio-m ́ecaniques et donnant des sch ́ema d’organisation diff ́erents ? En particulier, on s’int ́eressera a ` d ́eterminer la r ́eponse de ces syst`emes a ` une perturbation biochimique mimant des approches d’opto- g ́en ́etique o`u le syst`eme cellulaire peut e ˆ tre perturb ́e, par exemple, en inhibant localement une voie de signalisation. Ce sujet de stage qui d ́ebouchera sur un sujet de th`ese est un sujet de physique statistique hors- e ́ quilibre. Le spectre des outils utilis ́es sera tr`es large et ira de l’outil num ́erique aux analyse d’EDP non-lin ́eaires des syst`emes dynamiques. Il s’agit aussi d’une approche th ́eorique tr`es imbriqu ́ee avec le travail de groupes exp ́erimentaux tant physiciens que biologistes s’int ́eressant a ` diff ́erents types de structures adhesives (complexes focaux et podosomes), tant a ` l’Institut Albert Bonniot ( ́equipe DYSAD) et au LIPHY. La communication avec ces groupes sera un atout essentiel a ` la r ́eussite de ce projet.

Contact :

Bertrand Fourcade (Bertrand.Fourcade@univ-grenoble-alpes.fr)