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Vers une science des systèmes complexes
Vers une reconstruction des dynamiques multi-échelles dans la morphogenèse animale (266) - Mercredi 21 mars 2007 14:00 - 14:45

Vers une reconstruction des dynamiques multi-échelles dans la morphogenèse animale

La morphogenèse animale recouvre les processus sous-jacents à l’individuation des formes observées à différentes échelles d’organisation tout au long du cycle de vie réitéré au fil des générations. Une telle description nous conduit à prendre en compte dans une approche expérimentale et théorique des processus de la morphogenèse, différentes échelles spatiales et temporelles, et à toutes ces échelles, les dynamiques d’un grand nombre de constituants hétérogènes en interaction. La perspective de l’intégration des processus biologiques par la cellule nous a conduit à mettre tout d’abord en œuvre une reconstruction de la morphogenèse à partir de l’observation in vivo des comportements cellulaires dans des organismes choisis pour leur accessibilité et la transparence de leurs tissus. Une telle stratégie nous permet d’aborder d’une manière systématique le déploiement spatio-temporel de l’arbre du lignage cellulaire, l’émergence de comportements collectifs de populations cellulaires et la compartimentation de sous-arbres du lignage cellulaire, l’individuation de motifs et leur interprétation en termes de contraintes bio-mécaniques dans l’embryon et de rétro-contrôle de la forme globale sur les comportements locaux qui sont autant d’aspects pertinents au plan d’une compréhension de la morphogenèse. La reconstruction des morphodynamiques cellulaires au cours de l’embryogenèse sert de fondement au couplage des processus génétiques, moléculaires et cellulaires. Nous envisagerons ici la possibilité de caractériser la dynamique spatio-temporelle d’un réseau d’interactions génétiques et moléculaires à l’œuvre dans un champ morphogénétique au cours de l’embryogenèse précoce du Danio rerio. Notre défi est aussi celui d’une nouvelle interdisciplinarité qui suppose une interaction entre théoriciens et expérimentateurs, depuis la conception des protocoles expérimentaux, jusqu’à l’élaboration des outils théoriques nécessaires à la reconstruction des données et à leur interprétation.

Légende de figure :
Embryon de zebrafish à 8h00 de développement après la fécondation (à 28°C). Toutes les cellules de l’embryon sont marquées par des protéines fluorescentes qui colorent noyaux (rouges) et membranes (vertes). Image extraite d’une séquence 4-D prise en microscopie biphotonique à balayage laser résolue en temps. Ce type d’imagerie permet la reconstruction du lignage cellulaire et la mesure de paramètres cellulaires pertinents pour concevoir une modélisation des processus cellulaires de la morphogenèse.

Nadine Peyriéras, CNRS-DEPSN

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