La matière vivante est organisée à travers les échelles, et l’est de manière dynamique, contrairement aux artefacts humains.
Comprendre comment les formes biologiques émergent des constituants moléculaires et cellulaires est
répondre à l’un des plus profonds secrets de la vie. Comment les formes biologiques sont-elles codées ? La stupéfiante diversité des formes à l’échelle des cellules, des tissus et des organismes amène à se demander si des principes généraux sous-tendent leur émergence. Quelle est la nature de l’information qui pilote les cellules et
morphogenèse des tissus.

Il est bien apprécié que les gènes codent la forme bien que la façon dont ils le font reste largement non
comprise. Nous soutenons que, au-delà de la génétique, l’information morphogénétique comprend trois
modules : la génétique/activité biochimique, mais aussi la mécanique et la géométrie qui conspirent pour coder l’espace et le temps. La mécanique caractérise les forces et les propriétés des matériaux. La géométrie définit les conditions limites, à savoir la taille et la structure de l’espace dans lequel la mécanochimie opère. Nous opposons deux modalités générales de circulation de l’information : l’information exécutant un programme déterministe et l’information résultant d’interactions stochastiques auto-organisées.

Nous déchiffrons le “langage de la morphogenèse” en utilisant la drosophile comme organisme modèle. Nous étudions les cellules, les tissus, les embryons et les organes lorsqu’ils changent de forme et grandissent. À cette fin, nous caractérisons expérimentalement leur organisation et leur dynamique en utilisant la microscopie fluorescente en direct ; nous évaluons quantitativement les données d’imagerie ; nous testons des hypothèses mécanistes en utilisant des perturbations génétiques, optogénétiques, chimiques et mécaniques ; nous utilisons des modèles mathématiques pour faire des prédictions testables et quantitatives. Notre laboratoire est interdisciplinaire et repose sur la conviction que la physique offre les bases nécessaires à la compréhension quantitative des processus biologiques.

Thomas Lecuit est Professeur au Collège de France, titulaire de la chaire Dynamique des systèmes vivants, et présente une nouvelle série de cours chaque année. Les vidéos et le pdf de ces conférences sont tous disponibles en ligne.