Mécanique des gels d'actine
par Matthias Bussonnier
Thèse de doctorat en Matière condensée et Interfaces
Sous la direction de Cécile Sykes.
Soutenue en 2014
à Paris 7 .
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Résumé
Les cellules sont l'élément de base de tous les êtres vivants. Leurs propriétés mécaniques dépendent d'une protéine clé au sein de la cellule: L'actine. L'étude des structures formées par l'actine est nécessaire afin de comprendre leur fonctionnement. Dans un premier chapitre, un réseau d'actine est formé sur un system biomimétique a base de bille. Ce système est connu pour reconstituer le cortex d'actine présent au front des cellules en migration. L'étude à l'aide de pince optique des environnement de ce réseau reconstitué montre le présence d'un "nuage" d'actine aux propriétés différentes du réseau vu jusqu'alors. La théorie de la viscoélasticité et la théorie des polymères est utilisé pour expliquer les propriétés mécaniques mesurés. Une publication détaillant les découvertes faites sur ce nuage d'actine à été acceptée pour publication dans « Biophysical Journal » sous la référence '2014BIOPHYSJ303916R' avec le titre 'Mechanical detection of a long range actin network emanating from a biomimetic cortex'. Dans une seconde partie nous mesurons pour la première fois l'accroissement de tension d'un cortex d'acto-myosine sur une system biomimétique formé par deux doublets de liposomes. Nous développons aussi un model numérique pour automatiser la mesure. Dans une troisième partie, nous nous intéressons au positionnement d'organelles au sein d'oocytes de souris qui est fortement dépendant de la structure et de la dynamique du réseau d'actine. Nous développons une méthode de mesure sur image en microscopie à champ clair afin de quantifier spatialement et temporellement l'activité au sein des cellules.
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Titre traduit
Actin gel mechanics
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Résumé
Cells are basic component of living things. Their mechanical properties depends on a key protein within cell: actin. Studying structures formed by actin is necessary to understand cell's behavior. In a first chapter, an actin network is formed on a biomimetic system formed on bead which is known to reproduce the actin cortex present at the leading edge of the cel 1. Using optical trap show the presence of an actin cloud beyound the dense actin ge ls which was the only once seen until now. Viscoélastic and polymer theory can be us ed to explain the measured properties of this actin cloud. A publication detailling the findings has been accepted for publication in biophysical journal with the reference 2014BIOPHYSJ303916R and under the title "Mechanical detection of a long range actin network emanating from a biomimetic cortex". In a second part we measure for the first time the increase of tension of a actomyos in cortex on a biomimetic system formed by liposomes doublets. We also develop a mue rical model to increase measuremetn precision and automatisation. In a third part we look at the effect of actin network activity on the position of organelles in mouse oocyte. We develop a measurement method on bright field microscop y images in order to obtain a quantitative value of the cytoplasm activity as a func tion of time and space.
