Maximiser la production de force: de la molécule au tissu – MaxForce

La force produite par le système actine-myosine est au cœur d'un large éventail de processus cellulaires, impliquant un contrôle précis des forces intracellulaires, comme la morphogenèse, l’établissement de la polarité et l’intégrité tissulaire au cours du développement. Toute perturbation mécanique des cellules peut affecter leurs fonctions et par conséquent donner lieu à un état pathologique tel que le cancer. Cependant les paramètres ou les mécanismes qui définissent la production de force par le système actine-myosine et son mode de régulation dans les cellules et les tissus ne sont pas bien connus.

L’ objectif principal de notre projet est de caractériser la façon dont la composition biochimique, l'organisation et la géométrie du réseau actine-myosine influencent la production des forces contractiles. Sur la base de nos résultats publiés et préliminaires, notre hypothèse de travail est que la combinaison de ces paramètres biochimiques et géométriques conduit à une variation non linéaire de la force contractile entrainant l’existence de pics ou maxima de forces. Nous tenons à caractériser ces paramètres et identifier les conditions dans lesquelles la production de force est maximale. En effectuant cette démarche expérimentale au niveau de réseaux d’actine-myosine reconstitutés, de la cellule et du tissu, nous espérons acquérir une compréhension multi-échelle des mécanismes impliqués dans la production de force.

Pour atteindre les objectifs de ce projet, nous nous appuierons sur des approches interdisciplinaires permettant l’étude de systèmes de complexité croissante allant de systèmes contractiles reconstitués in vitro à partir de protéines purifiées (resp. Laurent Blanchoin ), à la cellule individuelle ou à un système multicellulaire minimum (resp. Manuel Théry ) et enfin à un système multicellulaire dans le cadre du développement du tissu épithélial (resp. Yohanns Bellaïche ).

Dans son ensemble, notre travail devrait dévoiler les principes de base impliqués dans le contrôle du niveau des forces exercées par le système actine-myosine et devrait fournir une compréhension globale des mécanismes contrôlant la mécanique des cellules au cours de la morphogenèse cellulaire ou tissulaire.