Mécanique de la croissance de la graine – MECHASEED

Les mécanismes contrôlant l’organisation cellulaire ont été bien caractérisé, mais la façon dont les patrons d’identités cellulaires se traduisent en changements de forme à l’échelle de l’organe est peu comprise car elle requiert d’étudier les interactions mécaniques entre cellules et tissus mais aussi de tenir compte du fait que des changements de forme peuvent en retour influencer le comportement cellulaire via des signaux mécaniques. En utilisant la graine d’Arabidopsis comme modèle, cette ANR a pour but de déterminer comment les propriétés mécaniques des cellules et leur réponse aux contraintes mécaniques contrôlent la croissance des organes végétaux.

La croissance de la graine dépend d’interactions mécaniques entre deux compartiments physiquement et génétiquement distincts : l’albumen et les téguments. En combinant approches expérimentales et modélisation, nous avons développé un modèle mécanique dans lequel la pression de turgescence de l’albumen induit la croissance mais l’inhibe aussi indirectement via la tension qu’elle génère dans les téguments, qui est perçue par les cellules et conduit à la rigidification des parois d’une couche spécifique. A partir de ce travail, ce projet a pour but d’étudier comment les propriétés des parois et la réponse aux contraintes mécaniques des cellules des téguments contrôlent la croissance de la graine. Pour cela, nous allons :

1. Analyser la mécanique de la croissance chez trois mutants de régulateurs de taille de graine.
2. Identifier et caractériser des régulateurs qui agissent en aval de ces trois gènes dans le contrôle des propriétés mécaniques des parois et de la réponse des cellules aux contraintes dans les téguments.
3. Développer des modèles informatiques permettant d’intégrer nos données et de prédire les effets non-triviaux de manipulations des propriétés mécaniques sur la croissance de la graine.

Ce projet permettra de mieux comprendre la régulation mécanique de la croissance des organes chez les plantes.