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Modélisation du comportement dynamique d'un matériau biologique in vivo

Appel à candidature pour un stage à effectuer au Laboratoire Interdisciplinaire de Physique, Université Grenoble Alpes, et à l'Institut de Génétique et du Développement de Rennes.
Mots clés : Biophysique, fluides complexes, mécanique des milieux continus, nano-ablation laser, biologie du développement, rhéologie, recherche interdisciplinaire.
Directeurs de stage :
Jocelyn Étienne, Jocelyn.Etienne@Univ-Grenoble-Alpes.fr
http://www-liphy.ujf-grenoble.fr/jocelyn-etienne
Grégoire Michaux, gmichaux@univ-rennes1.fr
https://www.igdr.univ-rennes1.fr/

Le développement des embryons nécessite que leurs cellules exercent des forces de façon coordonnée et orientée pour engendrer les déformations conduisant à l'acquisition d'une forme donnée. Un défi de la compréhension de ces mécanismes est de décrire les équilibres mécaniques et de caractériser le comportement du matériau biologique in vivo, ce qui implique des approches d'``ingénierie inverse''. La nano-ablation laser constitue un outil privilégié pour ceci : en pratiquant une incision dans le cytosquelette des cellules, on modifie localement l'équilibre mécanique et on peut déduire des déformations qui s'ensuivent l'état de contraintes et les propriétés mécaniques du matériau biologique.

Dans le cadre de ce stage, l'étudiant conduira des expériences de nano-ablation permettant d'inciser le cytosquelette tout autour d'une cellule de l'embryon du ver C elegans. Il pourra observer les déformations qui s'ensuivent à différentes échelles de temps : relaxation des contraintes élastiques et déformations dues aux forces que génère le cytosquelette de la cellule. Ce comportement sera corrélé à l'organisation anisotrope du cytosquelette, qui sera observée par microscopie super-résolue avant l'ablation laser.

Figure: A, l'embryon de C. elegans vu en super-résolution (plateforme MRic, IGDR). Bleu : jonctions ; jaune : actine. B et C, exemple de nanoablation laser dans un épithélium différent, permettant de suivre la déformation de la cellule marquée en bleu (B) une fois isolée mécaniquement du reste du tissu (C) [Jayasinghe et al, 10.1016/j.bpj.2013.05.027].
Image superres Image ablation


Profil de l'étudiant :


Illustration

Le Laboratoire Interdisciplinaire de Physique se trouve à Grenoble. Initialement centré sur la physique et l'instrumentation, le Laboratoire est désormais fortement interdisciplinaire, et compte parmi ses membres des chercheurs et doctorants en mécanique, mathématiques appliquées et biologie.


Références

Geometry can provide long-range mechanical guidance for embryogenesis. Dicko M, Saramito P, Blanchard GB, Lye CM, Sanson B, Étienne J. PLoS Comput Biol. 2017

Salomon J, Gaston C, Magescas J, Duvauchelle B, Canioni D, Sengmanivong L, Mayeux A, Michaux G, Campeotto F, Lemale J, Viala J, Poirier F, Minc N, Schmitz J, Brousse N, Ladoux B, Goulet Contractile forces at tricellular contacts modulate epithelial organization and monolayer integrity. Nat Commun. 2017

Étienne J, J. Fouchard, D. Mitrossilis, N. Bufi, P. Durand-Smet and A. Asnacios, 2015 Cells as liquid motors: Mechanosensitivity emerges from collective dynamics of actomyosin cortex. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, ed. by P.A. Janmey 112(9):2740–2745. Website.

Gillard G, Shafaq-Zadah M, Nicolle O, Damaj, R , Pécréaux J, Michaux G. Control of E-cadherin apical localisation and morphogenesis by a SOAP-1/AP-1/clathrin pathway in C. elegans epidermal cells. Development, 2015, 142:1684-1694.





Jocelyn Etienne 2017-09-22