Nous combinons biophysique de la matière molle, analyse et modélisation théoriques et expériences in vivo pour comprendre les lois physiques qui contrôlent les transformations de la matière vivante. En particulier, nous nous attachons à comprendre l’organisation dynamique du noyau quand la cellule migre dans un environnement confiné, un mécanisme actif qui se joue dans plusieurs contextes, de la métastase tumorale à la différenciation des cellules souches. L’équipe s’appuie en partie sur ses travaux antérieurs, des systèmes biomimétiques simplifiés et contrôlés, permettant une modélisation “à gros grain” type matière molle des forces générées par l’assemblage dynamique du cytosquelette, en particulier l’actine. Le noyau cellulaire est en effet entouré d’un cytosquelette dynamique, qui intervient dans le positionnement du noyau lors de la migration cellulaire.
Pour comprendre les lois génériques de l’activation nucléaire lors de la migration cellulaire confinée, nous utilisons deux approches expérimentales complémentaires: des dispositifs microfluidiques pour observer les cellules isolées dans un environnement confiné contrôlé, et un organisme modèle, le ver Caenorhabditis elegans, pour observer la migration et l’invasion cellulaires dans un contexte physiologique. En lien avec la dynamique du cytosquelette, nous examinons la déformation nucléaire, et les modifications du matériel génétique lors du mouvement et du positionnement de cellules dans ces environnements complexes. Nous abordons différentes échelles:
– moléculaire, avec des systèmes in vitro simplifiés et des protéines purifiées qui s’assemblent dynamiquement pour produire des forces qui déforment les noyaux ou les objets semblables à des noyaux,
– mésoscopique, avec des approches à gros grains où la dynamique des distributions moléculaires au cours de la motilité cellulaire est quantifiée et modélisée,
– tissulaire, en étudiant la dynamique nucléaire et péri-nucléaire dans les cellules motiles et invasives in vivo chez le nématode C. elegans, en comparaison avec des cellules de mammifère dans des dispositifs microfluidiques.
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