Les dynamiques d'agrégats de myosine et leurs rôles dans les fermetures d'epithelia

Myosin cluster dynamics and their roles in epithelial wound ring constriction

• Auteur / Autrice : Alka Bhat
• Direction : Daniel Riveline
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique cellulaire
• Date : Soutenance le 18/09/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Pascal Didier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Riveline, Pascal Didier, Franziska Lautenschläger, Benoît Ladoux, Pramod Pullarkat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franziska Lautenschläger, Benoît Ladoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines du cytosquelette

Structure cellulaire (physique)

Myosines

Actomyosine

Mots clés libres

Physique cellulaire

Imagerie

Microfabrication

Acto-myosine

Cytosquelette

Agrégats de myosine

Cell physics

Imaging

Microfabrication

Acto-myosin

Cytoskeleton

Myosin clusters

Résumé

Les agrégats de myosine ont été observés dans plusieurs systèmes : chez la Drosophile, C. elegans, ou encore dans des expériences avec des cytosquelettes reconstitués in vitro. Cependant, leur intégration dans un cadre général manque. En théorie, les filaments d’actine et les moteurs de myosine suivent des lois génériques d’auto-organisation. Des découvertes récentes du laboratoire montrent que la dynamique de ces agrégats à l’intérieur d’un anneau de cytokinèse sont en effet associés à des fonctions biologiques : la génération de stress lorsque leurs mouvements sont radiaux, et au transport lorsque leurs déplacements sont tangentiels. Dans ce travail de thèse, nous montrons que ces règles simples sont conservées lors du processus de cicatrisation par l’anneau d’acto-myosine dans les monocouches de cellules épithéliales. En utilisant la microfabrication, la biologie cellulaire, l’imagerie quantitative et la physique théorique, nous établissons que les agrégats radiaux et tangentiels sont respectivement associés à une fermeture locale ou à un arrêt de l’anneau. La conservation de ce mécanisme entre les systèmes uni- et multi-cellulaires suggère que la dynamique de ces agrégats de myosine pourrait être utilisée comme la lecture générique pour cartographier et prédire les changements de formes des embryons en développement.

Myosin clusters have been reported in a variety of systems, such as Drosophila, C. elegans, and acto-myosin in vitro assays. However, their integration in a general framework is still lacking. In theory, actin filaments and myosin motors are predicted to follow generic rules of self-organisation. Recent findings from the laboratory reported that cluster dynamics within cytokinetic rings are associated with biological functions, i.e. stress generation when radial, and transport when tangential. In this study, we show that these simple rules hold as well for acto-myosin ring wound closure in epithelial monolayers. By using microfabrication, cell biology, quantitative imaging and theoretical physics, we report that radial and tangential clusters are related to local closures and stalled portions of rings, respectively. This conserved mechanism between single and multi-cellular system suggests that these myosin clusters dynamics could be used as generic read-out for mapping and predicting changes in shapes in developing embryos.