Formation de motifs microtubulaires in vitro et dans l'embryon de drosophile par des processus dissipatifs de type reaction-diffusion

par CYRIL PAPASEIT

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de Claude Roby.

Soutenue en 1998

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Les processus physico-chimiques de reaction-diffusion ont ete proposes par turing comme une explication possible de l'auto-organisation et de la morphogenese biologique. La theorie prevoit que des systemes chimiques ou biochimiques loin de l'equilibre thermodynamique peuvent former des structures complexes a partir d'un etat initialement homogene. Les processus impliques sont non-lineaires, irreversibles, et consomment continuellement de l'energie. Dans certaines conditions, des solutions de microtubules in vitro se comportent ainsi. La prediction principale de cette theorie consiste en ce que les motifs doivent etre constitues de differences de concentration en reactifs. Dans cette these nous montrons que les motifs macroscopiques stries formes spontanement par les microtubules in vitro, contiennent des variations periodiques dans la concentration en microtubules. Les techniques employees sont la diffusion des neutrons aux petits angles et la fluorescence. C'est la premiere demonstration experimentale de la formation de structures de turing dans un systeme biologique in vitro. Reprenant l'idee initiale de turing, nous nous sommes demandes si ces processus peuvent se produire in vivo pendant l'embryogenese. Un motif microtubulaire strie, mis en evidence par immunofluorescence, apparait dans l'uf de la mouche drosophile au moment de la gastrulation. Une caracteristique des motifs formes par des processus de reaction-diffusion est leur sensibilite aux dimensions de l'echantillon. Nous avons trouve que le motif microtubulaire forme dans des ufs ligatures varie avec la longueur du fragment de la meme maniere que celui apparaissant in vitro dans des recipients de longueurs differentes. Ces resultats sont egalement en accord avec la theorie et apportent un element de preuve que les processus de reaction-diffusion peuvent se produire pendant l'embryogenese de la drosophile. Enfin, la comparaison du motif microtubulaire avec le motif d'expression d'un gene reconnu jouer un role dans la segmentation, suggere qu'il pourrait exister un lien entre les deux systemes.


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  • Détails : 150 P.
  • Annexes : 151 REF.

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