Cyclic contractions contribute to 3D cell motility

par Amélie Godeau

Thèse de doctorat en Physique cellulaire

Sous la direction de Daniel Riveline et de Albrecht Ott.

Le président du jury était Matthieu Piel.

Le jury était composé de Hélène Delanoë-Ayari, Catherine-Laure Tomasetto, Edna Cukierman, Vaibhav Hemant Wasnik.

Les rapporteurs étaient Matthieu Piel, Franziska Lautenschläger.

  • Titre traduit

    Les cycles de contraction-relaxation sont impliqués dans la mobilité cellulaire à 3 dimensions


  • Résumé

    La motilité des cellules est un phénomène fondamental en biologie souvent étudié sur des surfaces planes, conditions peu physiologiques. Nous avons analysé la migration cellulaire dans une matrice cellulaire 3D contenant de la fibronectine fluorescente. Nous démontrons que les cellules y sont confinées, et déforment leur environnement de manière cyclique avec une période de ~14 min avec deux centres de contractions à l’avant et à l’arrière de la cellule qui contractent avec un déphasage de ~3.5 min. Une perturbation de ces cycles entraîne une réduction de la motilité. Par l’utilisation d’inhibiteurs spécifiques, nous avons identifié l’acto-myosine comme étant l’acteur principal de ce phénomène. En imposant des contractions-relaxations locales par ablations laser, nous avons déclenché la motilité cellulaire ce qui confirme notre hypothèse. L’ensemble de cette étude met en évidence un nouveau mécanisme fondamental de dynamique cellulaire impliqué dans le mouvement des cellules.


  • Résumé

    Cell motility is an important process in Biology. It is mainly studied on 2D planar surfaces, whereas cells experience a confining 3D environment in vivo. We prepared a 3D Cell Derived Matrix (CDM) labeled with fluorescently labeled fibronectin, and strikingly cells managed to deform the matrix with specific patterns : contractions occur cyclically with two contraction centers at the front and at the back of the cell, with a period of ~14 min and a phase shift of ~3.5 min. These cycles enable cells to optimally migrate through the CDM, as perturbation of cycles led to reduced motility. Acto-myosin was established to be the driving actor of these cycles, by using specific inhibitors. We were able to trigger cell motility externally with local laser ablations, which supports this framework of two alternating contractions involved in motion. Altogether, this study reveals a new mechanism of dynamic cellular behaviour linked to cell motility.


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