Micromecanique de membranes solides artificielles

• Auteur / Autrice : EMMANUELLE HELFER
• Direction : Didier Chatenay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

De nombreuses membranes possedent des proprietes viscoelastiques, comme les membranes polymerisees ou certaines membranes biologiques. Dans le but d'etudier le comportement en frequence des proprietes elastiques et viscoelastiques des membranes, nous avons developpe une experience de micromanipulation et de detection de position. Les fluctuations de position de billes sondes attachees aux membranes sont analysees afin de mesurer leurs proprietes elastiques. Nous avons realise une membrane solide in vivo constituee d'un reseau reticule de filaments d'actine a la surface externe d'une vesicule. Les liposomes unilamellaires fluides sont couramment caracterises par leur elasticite de courbure ( 10-20 k bt) ; les proprietes viscoelastiques de solutions d'actine ont ete tres etudiees. Une diminution importante des ondulations thermiques en presence d'actine a ete observee qualitativement, indiquant par la un changement des proprietes mecaniques de la membrane. Pour interpreter les spectres des fluctuations des billes collees aux vesicules, nous presentons un modele, qui considere a la fois les forces exercees par la membrane sur la bille et la dissipation visqueuse a l'echelle de la bille. La comparaison des spectres des fluctuations entre le cas des membranes fluides et celui des membranes couvertes d'actine a permis de mesurer les modules elastiques de courbure et de cisaillement, s o l i d e et g s o l i d e, des liposomes recouverts de filaments. Nous avons ainsi etabli une dependance en frequence du module de cisaillement de la forme g(f) g 0 (flf p) 0. 8 5, avec g 0 0. 55 n/m (mesure a frequence nulle) et une frequence de plateau f p de l'ordre de 10 a 100 hz. Le module de courbure, mesure a 500 hz, varie entre 100 et 1000 k bt. ; cette augmentation importante peut etre comprise en considerant un module qui augmente avec la frequence. Nous montrons de ces experiences que la presence d'un reseau reticule d'actine induit des proprietes viscoelastiques a la membrane des liposomes.