Mardi 3 octobre 2006 à 14h
Lors du développement du système nerveux, les axones en croissance choisissent une direction d’extension avec précision. Ce processus est permis par la détection sensible de signaux de guidage par les récepteurs de la membrane du cône de croissance. Nous avons étudié la dynamique de récepteurs individuels d’un chemoattractant, le GABA, marqués par des nanocristaux fluorescents. Les récepteurs, répartis initialement de façon homogène dans la membrane d’un cône de croissance et soumis à un gradient de GABA, se relocalisent spécifiquement vers sa source. Cette réorganisation est due à des interactions avec les microtubules, mises en évidence et caractérisées quantitativement par l’analyse de trajectoires de récepteurs uniques, qui déplacent les récepteurs vers les régions à forte concentration de GABA. Cette redistribution provoque un renforcement de l’asymétrie de la concentration du calcium intracellulaire, qui augmente avec l’activité des récepteurs du GABA et qui régule l’organisation du cytosquelette. Nos observations permettent l’élaboration d’un modèle d’auto-organisation des récepteurs, fondé sur leur couplage avec le cytosquelette. Une faible activation asymétrique des récepteurs provoque une élévation asymétrique de la concentration de calcium, et par conséquent une réorganisation des microtubules, qui entraînent les récepteurs. Une boucle de rétroaction positive est ainsi créée : la redistribution est induite, ce qui renforce l’asymétrie de la réponse due au gradient extérieur. La réorganisation des récepteurs et des microtubules est décrite dans cette thèse par un système d’équations stochastiques, dont l’étude numérique et analytique permet de préciser les étapes de ce processus. Les travaux présentés mettent en évidence un mécanisme d’amplification de signaux extérieurs dans l’axone en croissance, qui peut avoir une portée générale dans les systèmes cellulaires présentant une brisure de symétrie, comme les systèmes chimiotactiques ou polarisés..
RECRUTEMENT ACCES DIRECT
Le département de physique
Le Laboratoire de Physique de l’ENS 