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Laura Schaedel

L'auto-réparation rajeunit les microtubules stressés par des contraintes mécaniques



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Publié le 1 juillet 2016


Thèse soutenue le 01 juillet 2016 pour obtenir le grade de Docteur de la Communauté Université Grenoble Alpes - Spécialité : Physique pour les sciences du vivant

Résumé :
Les microtubules - qui définissent la forme des axones, des cils et des flagelles, et qui servent de rails pour le transport intracellulaire - subissent de fortes contraintes exercées par les forces intracellulaires. La structure des microtubules et leur rigidité peuvent en théorie être affectées par des contraintes physiques. Cependant, il reste à établir comment les microtubules tolèrent de telles forces et quelles sont les conséquences de ces forces sur la structure des microtubules. En utilisant un dispositif de microfluidique, j’ai pu montrer que la rigidité des microtubules diminue progressivement à chaque cycle de courbure induit par des contraintes hydrodynamiques. Comme dans d’autres exemples de fatigue des matériaux, l’application de contraintes mécaniques sur des défauts pré-existants le long des microtubules est responsable de la génération de dommages plus étendus. Ce processus rend les microtubules moins rigides. J’ai pu aussi montrer que les microtubules endommagés peuvent se réparer en intégrant de nouveaux dimères de tubuline à leur surface et de récupérer ainsi leur rigidité initiale. Nos résultats démontrent que les microtubules sont des matériaux biologiques ayant des propriétés d’auto-réparation, et que la dynamique des microtubules ne se produit pas exclusivement à leurs extrémités. La mise en évidence de ces nouvelles propriétés permet de montrer comment les microtubules peuvent s’adapter à des contraintes mécaniques.

Jury :
Président : Pr Bertrand Fourcade
Rapporteur : Pr Marileen Gogterom
Rapporteur : Dr Denis Chrétien
Examinateur : Dr Isabelle Arnal
Examinateur : Pr Gary Brouhard
Examinateur : Dr Igor Kulic
Examinateur : Mr Jean-Christophe Gabriel
Directeur de thèse : Dr Manuel Théry

Mots-clés :
Microfluidique, microtubules, auto-réparation, contraintes mécaniques

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