Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Thèse de Pauline Durand-Smet effectuée sous la direction de Atef Asnacios.

Soutenance le Lundi 6 Octobre 2014 à 14 heures 30.

Lieu : Condorcet, Salle 454A. La soutenance sera suivie d’un pot au 6ème étage.

Mécanique d’une cellule végétale isolée : contribution des éléments structuraux et comparaison avec une cellule animale.

Résumé :

Les cellules végétales présentent une structure mécanique particulière : elles sont enchâssées dans une paroi rigide de cellulose et sont sous pression. Cette pression est considérée comme le moteur de la croissance cellulaire chez les plantes. Lorsqu’une cellule croît, la paroi doit se déformer et, en même temps, elle doit être assez rigide pour prévenir la cellule d’exploser sous l’effet de la pression. La capacité de la paroi à se déformer sans se rompre détermine le taux de croissance et donc le changement de forme chez les plantes.

Lors de cette thèse, nous avons caractérisé les propriétés mécaniques de cellules végétales isolées. En particulier, nous nous sommes demandé quelles étaient les contributions respectives de la pression de turgescence et de la paroi dans la réponse mécanique des cellules. Il s’est avéré que la pression est principalement responsable des propriétés mécaniques à l’échelle globale d’une cellule végétale. Nous avons ensuite comparé ce résultat au comportement mécanique d’un ballon de football sous pression et de façon intéressante, la tendance observée pour le ballon de football est similaire à ce que nous avons observé pour les cellules de plante. La comparaison des résultats avec un modèle mécanique simple nous révélera que les cellules adaptent leur pression interne en fonction de celle de leur environnement.

Ensuite, pour déterminer la réponse mécanique des cellules végétales indépendamment de la paroi cellulosique, nous avons réalisé des mesures sur des cellules privées de leur paroi (protoplastes). De façon surprenante, le comportement mécanique des protoplastes s’est avéré similaire à celui des cellules animales, malgré les différences structurales entre ces deux types de cellules. Ce comportement mécanique commun repose sur des éléments cytosquelettiques différents ce qui révèle une possible convergence évolutive.