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

Dynamique des Systèmes Biologiques

par Benjamin PFEUTY, Bernard Vandenbunder, Emmanuel COURTADE, François ANQUEZ, Marc LEFRANC, Quentin THOMMEN - publié le , mis à jour le

L’axe biophysique de l’équipe "dynamique nonlinéaire" développe des approches quantitatives et intégratives pour analyser la dynamique des interactions moléculaires qui sous-tendent un certain nombre de fonctions et comportements au coeur de la vie d’une cellule, telles que la réponse à un stress oxydant ou à un stress thermique, l’horloge circadienne, la prolifération ou la differentiation.

Nous utilisons principalement des outils et méthodes issues de la physique (optique, dynamique non linéaire, physique computationelle, statistics) pour déchiffrer l’architecture des voies de signalisations et réseaux de régulation qui gouvernent les décisions cellulaires. Dans ce but, nous utilisons et éventuellement combinons des techniques d’imagerie en temps réel dans les cellules vivantes (e.g., biophotonique) et la modélisation mathématique de l’évolution temporelle de l’état cellulaire.

Thématiques de recherche

- Biophysique, Biologie systémique, Dynamique non-linéaire, Biologie computationelle, Biophotonique

Publications récentes

  • Lefranc, M. (2016) : Entraining Oscillations in the NF-κB Signaling System : With a Little Help from Noise, CELL SYSTEMS 3 507, DOI.
  • Pfeuty, B. ; Thommen, Q. (2016) ) : Adaptive Benefits of Storage Strategy and Dual AMPK/TOR Signaling in Metabolic Stress Response PLoS One. 11 e0160247,
  • Woller, A. ; Duez, H. ; Staels, B. ; Lefranc, M. (2016) : A Mathematical Model of the Liver Circadian Clock Linking Feeding and Fasting Cycles to Clock Function, CELL REPORTS 17, 1087, DOI.
  • Lannoo, B. ; Carlon, E. ; Lefranc, M. (2016) : Heterodimer Autorepression Loop : A Robust and Flexible Pulse-Generating Genetic Module, PHYSICAL REVIEW LETTERS 117, 018102, DOI.
  • Pfeuty, B. ; Kaneko, K. (2016) : Requirements for efficient cell-type proportioning, PHYSICAL BIOLOGY 13, 026007, DOI.
  • Pfeuty, B. (2015) : Neuronal specifications exploit the inherent flexibility of cell-cycle gap phases, NEUROGENESIS 2, e1095694, DOI
  • Pfeuty, B. (2015) : A computational model of the coordination of neural progenitor self-renewal and differentiation through the Hes1 dynamics, DEVELOPMENT 142, 477-85, DOI
  • Thommen, Q. ; Pfeuty, B. ; Schatt, P. ; Bijoux, A. ; Bouget, F.-Y. & Lefranc, M., Probing entrainment of Ostreococcus tauri circadian clock by green and blue light through a mathematical modeling approach, FRONTIERS IN GENETICS 6, 00065, DOI
  • Wang, J. ; Pfeuty, B. ; Thommen, Q. ; Romano, M.C. & Lefranc, M. (2014) : Minimal model of transcriptional elongation processes with pauses, PHYSICAL REVIEW E 90, 050701(R), DOI
  • Wang, J. ; Lefranc, M. & Thommen, Q. (2014) : Stochastic oscillations induced by intrinsic fluctuations in a self-repressing gene, BIOPHYSICAL JOURNAL 107, 2403-2416, DOI
  • Sivery, A. ; Barras, A. ; Boukherroub, R. ; Pierlot, C. ; Aubry, J. M. ; Anquez, F. & Courtade, E.(2014) : Production Rate and Reactivity of Singlet Oxygen O-1(2)((1)Delta(g)) Directly Photoactivated at 1270 nm in Lipid Nanocapsules Dispersed in Water, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C Vol. 118, 2885-2893, DOI
  • Pfeuty, B. & Kaneko, K.(2014) : Reliable binary cell-fate decisions based on oscillations, PHYSICAL REVIEW E Vol. 89, {}, DOI
  • Vandenbunder, B. ; Fourre, N. ; Leray, A. ; Mueller, F. ; Voelkel, P. ; Angrand, P.-O. & Heliot, L.(2014) : PRC1 components exhibit different binding kinetics in Polycomb bodies, BIOLOGY OF THE CELL Vol. 106, 111-125, DOI
  • Sivery, A. ; Anquez, F. ; Pierlot, C. ; Aubry, J. M. & Courtade, E.(2013) : Singlet oxygen (O-1(2)) generation upon 1270 nm laser irradiation of ground state oxygen (O-3(2)) dissolved in organic solvents : Simultaneous and independent determination of O-1(2) production rate and reactivity with chemical traps, CHEMICAL PHYSICS LETTERS Vol. 555, 252-257, DOI
  • Anquez, F. ; Belkoura, I. E. Y. ; Suret, P. ; Randoux, S. & Courtade, E.(2013) : Cell death induced by direct laser activation of singlet oxygen at 1270 nm, LASER PHYSICS Vol. 23, {}, DOI
  • Barras, A. ; Boussekey, L. ; Courtade, E. & Boukherroub, R.(2013) : Hypericin-loaded lipid nanocapsules for photodynamic cancer therapy in vitro, NANOSCALE Vol. 5, 10562-10572, DOI
  • Anquez, F. ; El Yazidi-Belkoura, I. ; Randoux, S. ; Suret, P. & Courtade, E.(2012) : Cancerous Cell Death from Sensitizer Free Photoactivation of Singlet Oxygen, PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY Vol. 88, 167-174, DOI
  • Pfeuty, B. ; Bodart, J.-F. ; Blossey, R. & Lefranc, M.(2012) : A Dynamical Model of Oocyte Maturation Unveils Precisely Orchestrated Meiotic Decisions, PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY Vol. 8, {}, DOI
  • Pfeuty, B.(2012) : Strategic Cell-Cycle Regulatory Features That Provide Mammalian Cells with Tunable G1 Length and Reversible G1 Arrest, PLOS ONE Vol. 7, {}, DOI
  • Pfeuty, B. ; Thommen, Q. ; Corellou, F. ; Djouani-Tahri, E. B. ; Bouget, F.-Y. & Lefranc, M.(2012) : Circadian clocks in changing weather and seasons : Lessons from the picoalga Ostreococcus tauri, BIOESSAYS Vol. 34, 781-790, DOI
  • Pfeuty, B.(2012) : Dynamical principles of cell-cycle arrest : Reversible, irreversible, and mixed strategies, PHYSICAL REVIEW E Vol. 86, {}, DOI
  • Thommen, Q. ; Pfeuty, B. ; Corellou, F. ; Bouget, F.-Y. & Lefranc, M.(2012) : Robust and flexible response of the Ostreococcus tauri circadian clock to light/dark cycles of varying photoperiod, FEBS JOURNAL Vol. 279, 3432-3448, DOI
  • Pfeuty, B. ; Thommen, Q. & Lefranc, M.(2011) : Robust Entrainment of Circadian Oscillators Requires Specific Phase Response Curves, BIOPHYSICAL JOURNAL Vol. 100, 2557-2565, DOI
  • Thommen, Q. ; Garreau, J. C. & Zehnle, V.(2011) : Quantum motor : Directed wave-packet motion in an optical lattice, PHYSICAL REVIEW A Vol. 84, {}, DOI
  • Anquez, F. ; Courtade, E. ; Sivery, A. ; Suret, P. & Randoux, S.(2010) : A high-power tunable Raman fiber ring laser for the investigation of singlet oxygen production from direct laser excitation around 1270 nm, OPTICS EXPRESS Vol. 18, 22928-22936, DOI
  • Thommen, Q. ; Pfeuty, B. ; Morant, P.-E. ; Corellou, F. ; Bouget, F.-Y. & Lefranc, M.(2010) : Robustness of Circadian Clocks to Daylight Fluctuations : Hints from the Picoeucaryote Ostreococcus tauri, PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY Vol. 6, {}, DOI
  • Morant, P.-E. ; Thommen, Q. ; Pfeuty, B. ; Vandermoere, C. ; Corellou, F. ; Bouget, F.-Y. & Lefranc, M.(2010) : A robust two-gene oscillator at the core of Ostreococcus tauri circadian clock, CHAOS Vol. 20, {}, DOI
  • Morant, P.-E. ; Thommen, Q. ; Lemaire, F. ; Vandermoere, C. ; Parent, B & Lefranc, M. (2009) : Oscillations in the Expression of a Self-Repressed Gene Induced by a Slow Transcriptional Dynamics, PHYSICAL REVIEW LETTERS 102, 068104 DOI

Membres de l’équipe

PermanentsDoctorantPost-Doc
Marc LEFRANC (PR) Ambroise DE IZARRA
Laurent HÉLIOT (IR1) Ali Ibrahim
Bernard VANDENBUNDER (DRE) François Sipieter
Benjamin PFEUTY (CR) Mohamed Tahar Ladjimi Darka Labavic
Quentin THOMMEN (MCF)
Emmanuel COURTADE (MCF) Dana Simiuc Marie Guilbert (Post-doc)
François ANQUEZ (MCF) Hélène Moulet Alexandra Pruvost

Collaborations

- François-Yves Bouget (Observatoire océanologique de Banyuls/mer)
- Bart Staels et Hélène Duez (Institut Pasteur - Université de Lille)
- Mamen Romano (University of Aberdeen)
- Enrico Carlon (Katholiek Universiteit Leuven)
- Kunihiko Kaneko (The University of Tokyo)
- I. El Yazidi-Belkoura (Labo. de Glycobiologie structurale et fonctionnelle, Lille 1)
- C. Pierlot et J. M. Aubry (Laboratoire de Chimie Moléculaire et Formulation, Lille 1)
- A. Barras et R. Boukherroub (Institut de Recherche Interdisciplinaire, Lille 1)