Déformation directionnelle d’une bicouche lipidique guidée par un gradient chimique localisé : application à la dynamique des cristae mitochondriales

Directional lipid bilayer deformation trigged by a local chemical gradient : application to mitochondrial cristæ dynamic

• Auteur / Autrice : Nada Khalifat
• Direction : Miglena I. Anguelova
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de la particule au solide, modèles et expériences
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Guv

Gradient pH

Mitochondrie

Cristae

Amyloïde β

Alzheimer

Résumé

Les variations morphologiques des membranes biologiques peuvent être initiées aussi bien par les protéines que par les lipides et elles sont à la fois une conséquence et une cause de l’activité de la cellule. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons aux rôles des lipides dans la variation de la courbure locale d’une bicouche lipidique. Dans un premier temps, nous montrons que la variation d’un gradient anisotrope de pH induit la formation de structures tubulaires dynamiques. Nous proposons un modèle théorique d’élasticité basé sur un calcul d’instabilité initiée par la dilatation de la monocouche externe, atteinte localement de la solution chimique, et ralentie par la friction entre les deux feuillets de la bicouche. Dans un second temps, nous proposons un système biomimétique des cristae mitochondriales consistant en une membrane modèle de la membrane interne mitochondriale soumise à un gradient local anisotrope de proton mimant l’activité de la chaîne respiratoire. Nous mettons en évidence l’importance de la cardiolipine, un lipide spécifique à la mitochondrie, dans la formation des structures cristae-like. Dans un dernier temps, nous montrons que l’interaction du peptide Amyloïde β (1-42) avec notre membrane modèle altère ses propriétés mécaniques et inhibe la formation des structures cristae-like.