Shaping tubes in cells
La cellule remodèle sa membrane en permanence, ce qui entraîne la formation de tubes de membrane façonnés par des protéines. Nous étudions trois cas impliquant de tels tubes. Le premier est le polymère hélicoïdal de dynamine, qui enveloppe les tubes de membrane puis les coupe en hydrolysant le GTP....
Main Author: | |
---|---|
Language: | ENG |
Published: |
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI
2009
|
Subjects: | |
Online Access: | http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00541655 http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/54/16/55/PDF/Lenz2009.pdf |
id |
ndltd-CCSD-oai-tel.archives-ouvertes.fr-tel-00541655 |
---|---|
record_format |
oai_dc |
spelling |
ndltd-CCSD-oai-tel.archives-ouvertes.fr-tel-005416552013-01-07T17:50:42Z http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00541655 http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/54/16/55/PDF/Lenz2009.pdf Shaping tubes in cells Lenz, Martin [PHYS:PHYS:PHYS_BIO-PH] Physics/Physics/Biological Physics biophysique interactions protéines-membrane dynamine ESCRT-III stéréocils hors équilibre La cellule remodèle sa membrane en permanence, ce qui entraîne la formation de tubes de membrane façonnés par des protéines. Nous étudions trois cas impliquant de tels tubes. Le premier est le polymère hélicoïdal de dynamine, qui enveloppe les tubes de membrane puis les coupe en hydrolysant le GTP. Nous montrons que le recrutement de la dynamine dépend de la courbure de la membrane. Nous formulons des hypothèses et proposons des expériences pour comprendre la nucléation du polymère de dynamine et ses interactions avec la membrane. Nous donnons une description hydrodynamique généralisée du changement de conformation coopératif de la dynamine induit par le GTP et réconcilions des résultats expérimentaux apparemment contradictoires par des arguments mécaniques. La dynamique aux temps longs de l'assemblage dynamine-membrane est diffusive et dominée par une friction effective entre dynamine et membrane, ce qui est confirmé expérimentalement. Notre second sujet est le complexe ESCRT-III, qui tubule les membranes planes de l'intérieur. Nous expliquons cette déformation par une instabilité de flambage inédite se produisant lorsque des filaments courbés qui s'attirent se lient à la membrane. Cette hypothèse peut être vérifiée expérimentalement. Un régime métastable pour la membrane plane est mis en évidence, et pourrait être utilisé par la cellule pour former des tubes rapidement. Troisièment, nous nous tournons vers les stéréocils, des protrusions cellulaires à base d'actine essentielles pour l'audition. Nous expliquons leur forme par la dynamique de détachement de protéines liant l'actine, et rendons compte de résultats expérimentaux. Si ces protéines sont autorisées à se réattacher, notre modèle prévoit une transition de phase dynamique vers un état de croissance non-bornée, et des simulations numériques suggèrent que la longueur des protrusions diverge en loi de puissance avec un exposant anormal. 2009-10-13 ENG PhD thesis Université Pierre et Marie Curie - Paris VI |
collection |
NDLTD |
language |
ENG |
sources |
NDLTD |
topic |
[PHYS:PHYS:PHYS_BIO-PH] Physics/Physics/Biological Physics biophysique interactions protéines-membrane dynamine ESCRT-III stéréocils hors équilibre |
spellingShingle |
[PHYS:PHYS:PHYS_BIO-PH] Physics/Physics/Biological Physics biophysique interactions protéines-membrane dynamine ESCRT-III stéréocils hors équilibre Lenz, Martin Shaping tubes in cells |
description |
La cellule remodèle sa membrane en permanence, ce qui entraîne la formation de tubes de membrane façonnés par des protéines. Nous étudions trois cas impliquant de tels tubes. Le premier est le polymère hélicoïdal de dynamine, qui enveloppe les tubes de membrane puis les coupe en hydrolysant le GTP. Nous montrons que le recrutement de la dynamine dépend de la courbure de la membrane. Nous formulons des hypothèses et proposons des expériences pour comprendre la nucléation du polymère de dynamine et ses interactions avec la membrane. Nous donnons une description hydrodynamique généralisée du changement de conformation coopératif de la dynamine induit par le GTP et réconcilions des résultats expérimentaux apparemment contradictoires par des arguments mécaniques. La dynamique aux temps longs de l'assemblage dynamine-membrane est diffusive et dominée par une friction effective entre dynamine et membrane, ce qui est confirmé expérimentalement. Notre second sujet est le complexe ESCRT-III, qui tubule les membranes planes de l'intérieur. Nous expliquons cette déformation par une instabilité de flambage inédite se produisant lorsque des filaments courbés qui s'attirent se lient à la membrane. Cette hypothèse peut être vérifiée expérimentalement. Un régime métastable pour la membrane plane est mis en évidence, et pourrait être utilisé par la cellule pour former des tubes rapidement. Troisièment, nous nous tournons vers les stéréocils, des protrusions cellulaires à base d'actine essentielles pour l'audition. Nous expliquons leur forme par la dynamique de détachement de protéines liant l'actine, et rendons compte de résultats expérimentaux. Si ces protéines sont autorisées à se réattacher, notre modèle prévoit une transition de phase dynamique vers un état de croissance non-bornée, et des simulations numériques suggèrent que la longueur des protrusions diverge en loi de puissance avec un exposant anormal. |
author |
Lenz, Martin |
author_facet |
Lenz, Martin |
author_sort |
Lenz, Martin |
title |
Shaping tubes in cells |
title_short |
Shaping tubes in cells |
title_full |
Shaping tubes in cells |
title_fullStr |
Shaping tubes in cells |
title_full_unstemmed |
Shaping tubes in cells |
title_sort |
shaping tubes in cells |
publisher |
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI |
publishDate |
2009 |
url |
http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00541655 http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/54/16/55/PDF/Lenz2009.pdf |
work_keys_str_mv |
AT lenzmartin shapingtubesincells |
_version_ |
1716397498835140608 |