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Séminaires MSC
"Matière et Systèmes Complexes"

                      

Mercredi 26 septembre 2007 à 11h30
Bâtiment Condorcet, 4ème étage, salle 454 A.

Chaouqi Misbah


(
Université Grenoble 1/Laboratoire de Spectroscopie Photométrique)


Un modèle physique inspiré de la motilité cellulaire ; Brisure de symétrie et formation de comète

Pendant longtemps on a cru que tout mouvement actif des cellules, comme la motilité des leucocytes lors de la défense immunitaire, requiert l'assistance des moteurs moléculaires. Ceux-ci convertissent l'ATP (Adénosine Tri- Phosphate) en
énergie mécanique en s'intercalant entre les filaments d'actine qui constitue le cytosquelette des cellules. La découverte selon laquelle certaines cellules (la bactérie dite listeria monocytogenes) peuvent s'auto-propulser (lors de la
transfection de cellules humaines par exemple) sans l'intervention de moteur moléculaire, a attiré l'attention sur le fait que d'autres mécanismes, probablement assez simples, peuvent conduire à la motilité. Des expériences plus récentes on
pu en fait démontrer que même des billes (ou gouttes liquides) couvertes d'une enzyme (ayant comme rôle d'induire la polymérization de l'actine, qu'utilise d'ailleurs la bactérie pour décorer sa surface en actine, via une polymérisation)
peuvent se propulser vers l'avant. Dans un premier stade la couche de gel d'actine, initialement sphérique autour de la bille, voit son enveloppe subir une brisure de symétrie spontanée. Elle acquiert ensuite un mouvement de propulsion
laissant derrière elle une comète rattachée à la bille.

Dans ce séminaire on proposera un modèle simple basé sur l'élasticité linéaire et les lois standards de type Onsager reliant les flux de matière à leurs forces conjuguées. L'analyse analytique de ce modèle montre l'existence d'un état
stationnaire de gel avec une enveloppe sphérique. Ce mode est stable vis-à-vis d'une augmentation, ou diminution, homogène du rayon de l'enveloppe (mode symétrique). Cependant il est instable vis-à-vis d'une brisure de la centro-symétrie.
Ce résultat est obtenu analytiquement. Pour assurer la suite de l'évolution de l'enveloppe, dans le régime fortement nonlinéaire, nous avons développé un modèle de champ de phase. Ce modèle montre que pour un large éventail de conditions
 initiales étudiées à ce jour, le mode sélectionné nonlinéairement est une comète qui croît avec le temps. La brisure de la centro-symétrie conduit, en outre, à la naissance d'une force résultante normale spontanée et communiquée à la bille
par le gel. Une dissipation, soit via une friction de type solide (un candidat qui peut probablement être écarté), ou une communication collective de forces individuelle des monomères à la bille (communication asymétrique due à la brisure de
la symétrie) devrait induire le mouvement. Nous discuterons plusieurs scénarios possibles, et évaluons certains ordres de grandeur pour mettre à la lumière cette question d'actualité.