Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Merits and limits of surface and line tensions to understand the shape of epithelial cells

Nicolas Harmand, Laboratoire MSC

Building a physical framework to account for the shape of cells in epithelia is an important challenge to understand various biological processes, such as embryogenesis. I aim to understand how surface tensions and line tensions shape epithelial cells using microstructured substrates, confocal fluorescence microscopy, force inference and theory.

I culture epithelial cells on either flat or curved substrates and I explore the influence of the curvature of the substrate on the shape of these cells, especially the resulting thickness of the epithelial sheet.

The model I propose to account for our measurements aims at computing the shape of individual cells within an epithelium using differentiated surface tensions for the different interfaces (cell-cell and cell-substrate surface tensions) and an apical line tension.

I combine these measurements with force inference within the tissue using both the shape of cells in the epithelial sheet plane and the shape of the intercellular junctions within the thickness of the epithelium.

I thus can infer which parameters determine the three dimensional shape of the cells and I can evaluate values for the different interfacial tensions by comparing the three-dimensional cell shape measurements with the prediction of the model and the prediction of force inference.

Fourmilière modulaire et connectée pour l’étude et le contrôle du comportement collectif des fourmis

Raphaël Ponthieu, Laboratoire MSC

Les fourmis sont un exemple fascinant de la manière dont l’information circule entre individus et conduit à l’émergence de structures adaptatives à plus grande échelle. L’étude des fourmis a donné naissance à de nombreux modèles mathématiques, inspirés de célèbres algorithmes (optimisation par colonies de fourmis) ainsi que les domaines naissants de la robotique collective et de l’intelligence collective. Pourtant, la compression reste parcellaire. Peu est connu de la façon dont elles réagissent à des perturbations spatio-temporelles et en quelle mesure des multiples perturbations antagonistes sont traités par un groupe d’individus, à l’échelle de l’individu et à l’échelle de la colonie. A travers ce projet, nous désirons concevoir un environnement contrôlé pour les fourmis, dans lequel nous pourrions produire sur commande des stimulus localisés (lumière, température, vibration, etc...) dans une topographie donnée. Je présenterai mon travail, relatif à la conception d’un nid modulaire pour l’étude comportementale des colonies à grande échelle de temps (années), à la caractérisation quantitative de la réaction à des perturbations (differences locales de température), et aux possibilités de contrôle en temps réel du comportement, basé sur des boucles de contrôle automatisés.