L’impact de l’encombrement moléculaire sur la croissance et la dynamique cellulaires révélé par microscopie de phase quantitative – CrowdPhase

Les cellules sont des machines biologiques complexes capables de s’adapter à des conditions environnementales défavorables. Dans cette description classique du traitement de l’information par des cellules, le rôle de l’encombrement moléculaire dans le cytoplasme, est souvent négligé. Pourtant, il est maintenant connu que les variations de la densité cytoplasmique ont un impact sur la signalisation et la croissance cellulaire. Par exemple, une augmentation de la densité cytoplasmique peut provoquer des transitions de phase colloïdale, une diminution drastique des taux de diffusion des protéines et, par conséquent, un arrêt de la signalisation cellulaire. Fait remarquable, de telles observations ont été faites chez diverses espèces (bactéries, levures et cellules de mammifères), suggérant que la densité intracellulaire, un paramètre physique de la cellule, impacte directement les fonctions cellulaires. Pourtant, l'encombrement moléculaire n'est généralement pas intégré dans la description biologique des voies de signalisation. Il est également négligé en tant que moteur physique de l'évolution. De plus, on ne sait pas comment l’encombrement moléculaire est régulé et comment cette régulation est liée à celle de la croissance et de la taille des cellules. Nous proposons d’étudier quantitativement la densité cellulaire et ses relations avec la dynamique cellulaire grâce à la combinaison de l'imagerie quantitative de phase avec des mesures de fluorescence et de volume pour extraire la densité intracellulaire et la relier à la physiologie cellulaire. Cette combinaison inédite permettra une description physique de l’impact de l’encombrement moléculaire sur la dynamique cellulaire. C'est la question fondamentale, à la frontière de la physique et de la biologie, que nous voulons aborder et qui promet d’entraîner des répercussions importantes en biologie cellulaire