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Accueil > FR > Recherche > Dynamique non linéaire des Systèmes Optiques et Biologiques > Systèmes Biologiques > Stress Thermique

Dynamique du Stress Thermique

par Emmanuel COURTADE, François ANQUEZ, Quentin THOMMEN - publié le , mis à jour le

La dynamique de la réponse cellulaire au choc thermique est abordée par une approche conjointe couplant : expérimentation en cellule unique (vidéomicroscopie) et modélisation du réseau génétique. L’objectif est l’identification des ingrédients dynamiques essentiels de la réponse cellulaire, mais aussi de sonder les couplages de la réponse cellulaire au stress thermique avec les autres fonctions cellulaires (cycle, métabolisme...)

Pour une introduction sur Le stress thermique et son réseau de régulation Voir ici...

Stress Thermique en cellule unique :

La réponse cellulaire au stress thermique implique le recrutement d’un facteur de transcription (hsf1) sur des zones spécifique de l’ADN cellulaire formant ainsi des « granules de stress ».

Granules de stress lors d’une élévation de température à 43°C

La vidéomicroscopie en fluorescence, qui permet de suivre en temps réel la distribution spatial d’une protéine marquée à l’intérieur d’une cellule vivante, est l’outil le mieux adapté à l’étude de la cinétique de la réponse, caractérisée ici par la formation et la disparition des granules.
Un traitement numérique des vidéos extrait la cinétique de granules de chaque cellule et permet de quantifier la variabilité de la réponse. Les données quantitatives obtenues sont ainsi directement comparables aux résultats des modèles mathématiques.

Activation et relaxation des granules de stress par une élévation de température à 41°C
Activation continue des granules de stress par une élévation de température à 43°C
Cinétique des deux granules de stress d’une cellule lors d’une élévation de température.

L’élévation de température est générée par une irradiation Laser, permettant une montée en température rapide ( 1s) sur une gamme de 37°C à 60°C tout en permettant un asservissement du profil temporel d’élévation de température. Les cellules sont placées dans un incubateur sous le microscope et peuvent être observé pendant 3 jours. Nous pouvons par exemple mesurer l’influence d’un stress thermique sur la division cellulaire, ou la phase du cycle au moment du stress.
Le dispositif expérimentale permet l’application conjointe de stress oxydant et thermique, et donc l’étude de l’intrication des ces deux réseaux de régulation.


Modélisation du réseau de régulation

L’objectif de l’approche de modélisation ici développée n’est pas la transcription mathématique exhaustive des mécanismes connus du réseau de régulation, mais le développement d’un modèle minimal (modèle à ’gros grain’) pour sonder les mécanismes essentiels de la dynamique.

La finalité de la modélisation développée, plus que la reproduction fidèle des données expérimentales (c’est le point de départ), est dans le questionnement sur les mécanismes internes du réseau et les intrications avec d’autres fonctions cellulaires telles que le cycle cellulaire ou le métabolisme.

Thèse de doctorat

  • Aude Sivery soutenance le 18 Juillet 2014 : manuscript

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