Systèmes biomimétiques pour l'étude du changement de forme cellulaire

par Fabrice Valentino

Thèse de doctorat en Physique. Interface Physique-Biologie

Sous la direction de Cécile Sykes.

Soutenue le 27-09-2016

à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Physique en Île-de-France (Paris) , en partenariat avec Unité physico-chimie Curie (Paris) (laboratoire) .

Le président du jury était Gilles Tessier.

Le jury était composé de Cécile Sykes, Gilles Tessier, Carlos Manuel Marques, Laurent Limozin, Clément Campillo.

Les rapporteurs étaient Carlos Manuel Marques, Laurent Limozin.


  • Résumé

    Le transport intracellulaire met en jeu des vésicules et nécessite ainsi des modifications de la membrane plasmique. En particulier, des nanotubes de membrane de quelques dizaines de nanomètres peuvent se former. Nous avons mis en place un système biomimétique à base de liposomes pour décrypter les mécanismes de changement de forme membranaire, en particulier sous l’action du cytosquelette d’actine. La physique des tubes de membrane est bien connue, notamment la force nécessaire au maintien de ce type de tube, qui dépend de l’élasticité de courbure du liposome et de sa tension de membrane imposée par l’aspiration d’une micropipette. En utilisant une diode quatre quadrants, nous avons atteint une résolution temporelle de l’ordre de 4 µs, et une résolution en termes de force plus précise que le pN. Ce montage permet pour la première fois d’étudier les fluctuations de tels tubes. Cette thèse ouvre la voie à l’étude des effets de la polymérisation d’actine sur ces nanotubes

  • Titre traduit

    Biomimetic systems for study cell shape changes


  • Résumé

    Intracellular transport involves membrane compartments and thus requires dynamic changes in the morphology of cell membranes. In this case, membrane tubes are formed whose radius is of the order of several tens of nanometers. We develop biomimetic systems based on model lipid membranes to decipher the mechanisms of membrane remodelling in particular under the action of the actin cytoskeleton. The mechanics of membrane nanotubes, especially the force needed to form and maintain a nanotube, are now well understood. The force depends on the curvature elasticity of the membrane and on its mechanical tension that is controlled in our experiment by micropipette aspiration. By using a four-quadrant diode, we obtain an unprecedented temporal resolution, in the order of 4 µs, and a force resolution under pN. This setup allows us to access unrivaled membrane nanotube properties.This thesis paves the way for studying the effect of actin dynamics on membrane nanotubes


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