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Principes physiques et moléculaires régissant l’organisation du cytosquelette

Notre objectif est de comprendre comment les protéines du cytosquelette coopèrent pour que les cellules exercent des forces ou résistent aux contraintes mécaniques.

Le cytosquelette cellulaire est composé de protéines qui peuvent se polymériser sous forme de tubes ou de filaments. Ces polymères biologiques forment un maillage dense et organisé qui permet aux cellules de résister aux contraintes mécaniques, ou d’exercer des forces par l’action de moteurs moléculaires ou provenant de la réorganisation de ces réseaux. Le cytosquelette est essentiel pour de nombreuses fonctions cellulaires comme la migration ou la division.

Tous les organismes vivants connus possèdent un cytosquelette, et certains polymères comme l’actine et les microtubules sont extrêmement conservés chez les eucaryotes. Chez les mammifères, de nombreuses maladies et notamment certains types de cancers sont liés à des défauts du cytosquelette. Donc, comprendre d’un point de vue fondamental toutes les subtilités de son fonctionnement est essentiel pour expliquer certains comportements cellulaires pathologiques.

L’objectif principal de l’équipe est donc de comprendre comment les polymères du cytosquelette et leurs multiples protéines régulatrices associées fonctionnent ensemble dans la cellule. Pour résoudre ce problème, nous adoptons principalement une approche réductionniste basée sur l’idée que tout processus biologique est bien compris à partir du moment où nous sommes capables de le reconstituer à partir de ses éléments constitutifs les plus élémentaires. Notre travail consiste donc d’abord à identifier des molécules clés par des approches génétiques et de biologie cellulaire. Puis, la purification et l’analyse biochimique de ces composés nous permettent de prédire leurs fonctions au sein de réseaux d’interactions moléculaires complexes. Finalement, nous développons une variété de systèmes biomimétiques pour reproduire et analyser les comportements observés dans la cellule. Ce travail nécessite une forte interdisciplinarité, à la croisée de la biologie, de la chimie et de la physique.

"L'actine et le ballon" : Test de motilité basé sur l'actine ramifiée

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