Contraintes mecaniques du noyau et endommagement de l'ADN – DNASTRIX

Bien que la mécanique de la cellule soit un sujet désormais assez étudié, il manque encore une compréhension détaillée des mécanismes par lesquels les contraintes mécaniques sont transmises au noyau ; et quel est l'effet de la déformation mécanique sur les processus nucléaires, impliquant modifications et dommages à la chromatine et aux fonctions génétiques. Nous développons des dispositifs micro-électromécaniques (MEMS), grâce auxquels nous appliquons des forces contrôlées à des cellules vivantes, tout en réalisant une imagerie confocale en temps réel. En parallèle, nous poursuivons un programme de recherche théorique pour la simulation multi-échelle des effets de contraintes mécaniques sur les constituants nucléaires. Dans ce projet DNASTRIX, nous visons à étendre et à combiner ces techniques expérimentales et théoriques, pour étudier en détail comment la mécanique nucléaire est modifiée par les forces issues de l'environnement extracellulaire, et quelles sont les implications génomiques potentielles de tels processus mécaniques, aussi impliqués dans des nombreuses maladies humaines, depuis l’échelle cellulaire jusqu’à l’échelle moléculaire. Dans une première partie, nous appliquerons par nos dispositifs MEMS des forces à des lignées cellulaires sélectionnées, pour observer et quantifier le lien mécanique entre les structures cellulaires et le noyau ; deuxièmement, nous suivrons par microscopie confocale la réorganisation de la chromatine, et identifierons avec des rapporteurs fluorescents les dommages moléculaires de la chromatine et de l'ADN, issus des deformations. Les expériences MEMS guident et sont analysées, par des modèles numériques multi-échelles (1) représentant la chromatine, le noyau et son environnement cellulaire à une échelle mesoscopique ; et (2) modélisations moléculaires de l'ADN et protéines impliquées dans la transmission des forces. Les résultats théoriques fourniront à tour idées et suggestions qui seront réinjectées dans les expériences.