– DYNTWIST

Les cellules eucaryotes sont séparées de leur environnement par une membrane lipidique imperméable à la plupart des éléments nécessaires à leurs fonctions. Pour les incorporer, la formation de bourgeons de membranes chargés en éléments est réalisée par des protéines interagissant transitoirement avec la membrane. Pour que l'internalisation soit finalisée, le bourgeon doit être séparé de la membrane, c'est l'étape dite de fission. Les membranes lipidiques sont des objets auto cicatrisants, ce qui rend leur fission difficile. Bien que la physique décrive bien l'énergie élastique associée à la déformation des membranes, le coût énergétique de la fission est mal estimé théoriquement et expérimentalement. Cependant, dans les cellules, un nombre incessant d'évènements de fission a lieu pour soutenir l'activité du trafic membranaire. Une protéine aux propriétés mécaniques étonnantes est impliquée dans cette rupture de la membrane : la dynamine. Elle polymérise en hélices au cou des bourgeons de membrane et les étrangle en se tordant jusqu'à leur fission. Ayant participés à la découverte de l'activité de torsion de la dynamine, premier moteur moléculaire de ce type jamais décrit, nous nous proposons de comprendre la fission membranaire par l'étude fine du fonctionnement mécanique de la dynamine. Pour ce faire, nous nous proposons de mesurer les paramètres pertinents pour décrirent l'activité de torsion du polymère de dynamine :-la vitesse de torsion, le couple appliqué, le rendement énergétique et l'énergie totale consommée pour réaliser la fission. Ces mesures seront utilisées pour bâtir et optimiser un modèle théorique qui, en retour, nous donnera de précieuses informations sur le déroulement cinétique et le coût énergétique de la fission membranaire. Afin de réaliser ces mesures, nous répondons à l'appel à projets « Jeunes Chercheurs » de l'ANR, et demandons le financement de deux montages expérimentaux adaptés. Le premier, alliant pinces optiques et micropipettes permettra de mesurer les paramètres élastiques de l'assemblage dynamine/membrane, et d'en établir une description théorique réaliste. Il permettra également d'étudier le rôle de la tension membranaire dans la fission. Le deuxième montage sera une version des pinces magnétiques adaptée à la mesure du couple que la dynamine applique aux tubules de membranes. Il servira à estimer la consommation énergétique du moteur.