Note ABES Brisures de symétrie et directionnalité dans les systèmes vivants Symmetry breaking and directionality in living systems Physique cellulaire Biologie quantitative GTPase Rho Cytosquelette Adhésions focales Migration dirigée Ratchetaxis Brisure de symétrie Mouvements collectifs Cohérence Polarité cellulaire Micro-fabrication Simulation numérique Cell physics Quantitative biology Rho GTPase Cytoskeleton Focal adhesions Directed migration Ratchetaxis Broken symmetry Collective motion Coherence Cell polarity Microfabrication Numerical simulation 571.4 571.6 Biophysique Symétrie brisée (physique) Cellules -- Adhésivité Polarité (biologie) La manière dont les cellules suivent un mouvement dirigé sur de longues distances constitue une question fondamentale en Biologie. Ces migrations, individuelles ou collectives, émergent spontanément. Dans ce travail de thèse aux Interfaces entre la Physique et la Biologie, nous avons étudié les brisures de symétrie pour des cellules individuelles et pour un ensemble cellulaire. Nous montrons que des cellules migrant au sein d’environnements dont la symétrie a été brisée localement adoptent un mouvement directionnel. Ce type de phénomène, appelé ratchetaxis, est dicté par la dynamique des adhésions focales sur les aires accessibles à la cellule. En 3D, la compression du noyau cellulaire et l’organisation du cytosquelette sont les principaux déterminants. Nous avons enfin étudié le comportement d’un ensemble de cellules sur des anneaux. Dans ce contexte, la symétrie de l’environnement n’est pas brisée, mais les cellules adoptent un mouvement directionnel, cohérent, impliquant l’ensemble de la cohorte. Nous montrons que cette cohérence est le résultat d’interactions entre polarités voisines, effets de bord imposés par les câbles d’acto-myosine, activité Rho. Directed cell migration is fundamental in Biology. These motions – at the single cell level or at the multicellular scale – can emerge spontaneously. In this work at the Interface between Physics and Biology, we studied directed motion at these two different scales. We show that single cells migrate directionally when placed into micro-environments with local broken symmetries. This motion, coined ratchetaxis, is driven by the dynamics of focal adhesions. In 3D, nucleus compression and cytoskeleton organization are involved in setting cell direction. We next studied the behaviour of a collection of cells on rings patterns. In this context, the micro-environment is isotropic. However, cells spontaneously undergo a directed coherent motion which involves the cellular cohort. We show that the onset of coherence is driven by simple interaction rules between single cell polarities, acto-myosin cables at boundaries and RhoA activity. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 17970460 Université de Strasbourg Strasbourg 2021-12-31 https://theses.hal.science/tel-05326164 application/pdf 17873710 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2020/LO_VECCHIO_Simon_2020_ED414.pdf http://www.theses.fr/2020STRAJ057/abes https://theses.hal.science/tel-05326164 https://theses.hal.science/tel-05326164 Lo Vecchio Simon 1994-11-01 IT 259252107 https://theses.fr/2020STRAJ057 2020STRAJ057 https://doi.org/10.70675/f9192303z9704z4ccbz96aez94f0729020ce 2020-09-30 Physique cellulaire Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Riveline Daniel MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 110726499 Meignin Carine MADS_PRESIDENT_DU_JURY 238184706 Meignin Carine MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 238184706 Silberzan Pascal MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 092863728 Lecuit Thomas MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 094605793 Kinneret Keren MADS_MEMBRE_DU_JURY_4 241422566 Kicheva Anna MADS_MEMBRE_DU_JURY_5 259252158 Silberzan Pascal MADS_RAPPORTEUR_1 092863728 Lecuit Thomas MADS_RAPPORTEUR_2 094605793 École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 156502844 Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 155263749 93800 ddc:500 Riveline Daniel Meignin Carine Meignin Carine Silberzan Pascal Lecuit Thomas Kinneret Keren Kicheva Anna Silberzan Pascal Lecuit Thomas École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....) Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg) PDF 17970460 confidentialité 2020-09-30 2025-10-01 confidentialité 2020-09-30 2025-10-01 restriction 2020-09-30 2025-10-01 confidentialité 2020-09-30 2025-10-01 confidentialité 2020-09-30 2025-10-01