CE13 - Biologie cellulaire, biologie du développement et de l’évolution

Comment les propriétés mécaniques des tissus environnants contrôlent la forme des cellules épithéliales – ForcesOnCell

Résumé de soumission

La morphogenèse épithéliale dépend de l’équilibre entre le cytosquelette d'actomyosine, les jonctions d’adhérence et les points focaux. L'impact mécanique des tissus adjacents sur ces acteurs est souvent non-identifié et lorsqu’il l’est, il est souvent non modulable. Dans le follicule ovarien de drosophile, nous avons récemment démontré que des cellules épithéliales cuboïdes deviennent des cellules squameuses ou des cellules en colonne en fonction d’une pression apicale et d’une contrainte basale exercées respectivement par les cellules germinales et par une lame basale. Le but de ce projet est donc de déterminer comment les propriétés mécaniques des tissus environnants agissent sur les composants internes à la cellule. Chaque expérience sera réalisée en condition sauvage et en condition altérant, soit positivement, soit négativement, les propriétés mécaniques de la lignée germinale ou de la lame basale. Tout d’abord, nous quantifierons les changements de forme cellulaire au cours du temps grâce à l’analyse in vivo et la génération de représentations 3D des follicules. Puis, nous déterminerons le niveau d’expression, la localisation et le dynamisme de la Cadhérine E, de l'intégrine et du réseau d’actomyosine pour chaque type cellulaire (cuboïde, squameux et en colonne). En parallèle, étant donné que l’activité de la cadhérine E et de l’intégrine dépend de leur organisation en nano-cluster, nous rechercherons la présence de ces nano-clusters grâce à des expériences d’homo-FRET. Enfin, nous identifierons les capacités de la Myosine à influer sur les systèmes d’adhésion en fonction des forces extérieures grâce à des techniques de génétique ou d’optogénétique. Enfin, nous déterminerons les propriétés mécaniques des cellules épithéliales grâce à des micro-compressions, des ablations laser et des mesures d’inférence de force.
Ces expériences nous permettront 1) d’obtenir des descriptions qualitatives et quantitatives de l'impact des propriétés mécaniques environnantes sur la morphogenèse cellulaire, 2) d’avoir une représentation 4D complète de l'organisation subcellulaire (localisation, (nano) structure et dynamisme) des molécules d'adhésion cellulaire en fonction de l’impact mécanique des tissus environnants et 3) d’établir comment les tissus environnants régulent les propriétés mécaniques internes et contrôlent les interactions entre la Cadhérine E, l'intégrine et le réseau d’actomyosine. Ce projet permettra donc d’établir les bases de la morphogenèse épithéliale dans un contexte identique à celui du développement, c’est-à-dire en fonction des propriétés mécaniques des tissus adjacents.
Enfin, ce travail nous donnera une opportunité unique d'établir les caractéristiques fondamentales qui régissent les trois formes de base des cellules épithéliales à l'échelle cellulaire et subcellulaire. Notre projet est basé sur une approche multidisciplinaire (incluant des reconstructions 4D, de l’homoFRET, des outils de mesure des tensions et de des outils de type optogénétique). Pour atteindre ces objectifs, notre consortium réunit des experts complémentaires en génétique, analyse d'images et mécanique (partenaire 1), en biologie cellulaire et optogénétique (partenaire 2) et en dynamique membranaire et regroupement de protéines (partenaire 3).

Coordination du projet

Muriel Grammont (Ecole Normale Supérieure de Lyon)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LBMC Ecole Normale Supérieure de Lyon
MCD Unité de biologie moléculaire, cellulaire et du développement
NCBS

Aide de l'ANR 509 347 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2023 - 54 Mois

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