Incompatibilité de croissance et régulation de la taille lors du développement – GROWSIZE

Ce projet étudie comment les organismes atteignent une taille spécifique, se concentrant sur les contraintes mécaniques résiduelles qui demeurent dans les tissus après l'élimination des forces externes. Le rôle des processus mécaniques et biochimiques dans la taille des organes est mal connu, et on ignore comment les contraintes s'accroissent et se maintiennent pendant la croissance.

Notre hypothèse est que l'incompatibilité fait le lien entre la croissance, la taille et les contraintes résiduelles. L'incompatibilité de croissance représente la nécessité d'ajustement des parties d'un tissu en croissance sans vides ni chevauchements, agissant comme l'origine géométrique des contraintes résiduelles. Nous utilisons la courbure de Ricci du tenseur métrique de croissance pour évaluer l'incompatibilité au niveau des tissus et des cellules.

Le projet associera théorie, simulations et expériences sur la drosophile ainsi que les sphéroïdes multicellulaires pour étudier le concept d'incompatibilité à l'échelle des cellules et des tissus.

Au niveau des tissus, nous intégrons l'incompatibilité de croissance dans la mécanique des tissus (morphoélasticité), via la dissipation de la courbure de Ricci et en donnant à l'incompatibilité une base thermodynamique. Cela mène à des défis de calcul scientifique, la courbure de Ricci conduisant à des EDP hautement non linéaires et non locales.

Au niveau cellulaire, nous introduisons la courbure de Ricci dans le cadre du modèle de vertex, pour distinguer l'incompatibilité cellulaire de celle due aux connexions du réseau, nommée "incompatibilité topologique".

Pour tester notre théorie, nous mesurons l'incompatibilité dans un tissu chez la drosophile et les sphéroïdes multicellulaires. En analysant des échantillons de tissus et leur ouverture post-ablation, nous déduisons la courbure de Ricci. Ceci nécessite un protocole d'ablation laser, amenant les "coupes de Volterra" de la biomécanique aux échelles embryonnaires de la mécanobiologie.