Les fluctuations hors équilibre comme moteurs de la fluidification des tissus au cours du développement embryonnaire – N-EDEV

Le développement embryonnaire dépend fortement de la dynamique des tissus biologiques, qui résulte elle-même des propriétés cellulaires tels qu’adhésion cellulaire, tension corticale, pression osmotique, élasticité et viscosité. Des modèles physiques décrivent comment la dynamique des tissus émerge de ces propriétés cellulaires, mais il n'y a pas de consensus sur la manière de traiter le fait que ces systèmes consomment continuellement de l'énergie et sont donc loin de l'équilibre.

Alors que la distribution globale de la tension dans l'embryon contrôle le flux des tissus, il a récemment été proposé théoriquement que les fluctuations locales de tension des contacts cellule-cellule sont nécessaires. Ces fluctuations permettent les réarrangements cellulaires, le tissu se comporte alors comme un fluide visqueux plutôt qu'un solide élastique. Cependant, peu d'études ont été menées pour quantifier ces fluctuations et les associer aux réarrangements cellulaires et à la dynamique des tissus. En outre, il n’est pas connu comment ces fluctuations énergétiquement coûteuses sont liées aux effets hors équilibre résultant de la consommation d'énergie.

Dans ce projet, j’imagerai l'embryogenèse de la Drosophile pour quantifier les fluctuations de tension à l'échelle de la cellule et les corréler avec les réarrangements cellulaires et la vitesse d'écoulement des tissus. J'utiliserai des techniques expérimentales pour modifier la vitesse d'écoulement des tissus (par la température) et la consommation d'énergie des cellules (en manipulant le métabolisme) pour (1) découvrir le rôle que jouent les fluctuations de tension à l'échelle cellulaire dans la fluidification des tissus, (2) mesurer comment ces fluctuations dépendent de la consommation d'énergie au sein de la cellule, et (3) révéler les rôles relatifs des effets hors équilibre sur les fluctuations à l'échelle de la cellule, la dynamique à l'échelle du tissu et le développement à l'échelle de l'organisme.