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Thèse Année : 2006

Broken symmetry and reinforcement of cellular contacts

Symétrie brisée et renforcement de contacts cellulaires

Julien Brevier

Résumé

We studied the growth of asymmetric cellular contacts : adherens junctions and focal contacts. We showed, by imaging, micromanipulation and cellular assembly modification experiments, that adherens junctions between two apparently identical cells exhibit a symmetry breaking due to different roles of actin cytoskeleton for both cells in contact : the “donor” cell polymerizes actin which leads to cell membranes contact; as a response, the “receiving” cell assembles acto-myosin bundles which promotes local force application on the junctions and a consequent increase of their length. Growth curves of adherens junctions when cell contractility is increased using controlled nocodazole concentrations have been measured. Fits of experimental growth curves allowed a determination of the contractile forces applied by the “receiving” cell. We were thus able to obtain for the first time the force-extension diagram for adherens junctions by a non-invasive method. The biological approaches used to name the key cytoskeletal players and the physical approaches used to fit growth laws have both shown that intercellular contacts exhibits local reinforcement in a manner similar to focal contact reinforcement. We have finally observed by TIRFM internal dynamics of growing focal contacts using different labelled proteins (fibronectin, integrin, vinculin, actin) in order to propose a mechanosensing mechanism.
Nous avons étudié la croissance de contacts cellulaires asymétriques: les jonctions adhérentes et les contacts focaux. Nous avons montré par des expériences d'imageries, de micromanipulation, et d'altération des assemblages cellulaires, que la brisure de symétrie des jonctions adhérentes entre des cellules apparemment identiques s'explique par des rôles différents du cytosquelette d'actine des deux cellules formant le contact. Une cellule «donneuse» polymérise de l'actine, ce qui amène les membranes cellulaires en contact. La cellule «receveuse» assemble des faisceaux contractiles d'acto-myosine qui exercent localement des forces sur les jonctions et régulent leur longueur. Des courbes de croissance de ces jonctions adhérentes ont par ailleurs été mesurées pour des cellules soumises à des augmentations contrôlées de force contractile par incubation dans le nocodazole. L'ajustement des courbes de croissance expérimentales par des lois théoriques a permis de déterminer les forces contractiles mises en jeu par la cellule «receveuse». Le tracé du diagramme force-extension des jonctions adhérentes a pu donc être réalisé pour la première fois et par une méthode non-invasive. Les approches biologiques pour l'identification des assemblages en jeu et physiques pour l'ajustement des lois de croissance ont l'une et l'autre montré que les contacts entre cellules se renforcent localement à la manière des contacts focaux. Nous avons enfin observé la dynamique interne des contacts focaux en croissance par TIRFM pour différentes protéines participant au contact (fibronectine, intégrine, vinculine, actine) afin de proposer un mécanisme de mécanosension.
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Dates et versions

tel-00093284 , version 1 (13-09-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00093284 , version 1

Citer

Julien Brevier. Symétrie brisée et renforcement de contacts cellulaires. Biophysique [physics.bio-ph]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00093284⟩

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