L'identification, le marquage et la capture des cellules uniques afin de comprendre la division asymétrique

 

Santiago Costantino

Université de Montréal

 

Domaine : techniques, mesures et systèmes

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2018-2019

La division cellulaire asymétrique (DCA) aboutit à deux cellules filles de phénotype distinct. La DCA est provoquée par la distribution différentielle de certains facteurs intracellulaires déterminants le type cellulaire, ainsi qu'à l'exposition différentielle de facteurs extrinsèques aux cellules filles. Cependant, les contraintes expérimentales liées à l'identification, l'isolation et le suivi de cellules à partir de différences de taille ou d'axe de polarité et sans connaissance préalable de marqueurs d'asymétrie rendent l'étude de la DCA très difficile. Des avancées technologiques récentes réalisées par notre équipe permettent de marquer spécifiquement les cellules d'intérêt in vitro au sein d'une population hétérogène en les choisissant selon des critères observables (taille de la cellule, forme, comportement, etc). Cette procédure, appelée « Cell Labeling via Photobleaching » (CLaP) permet d'étiqueter des cellules en utilisant simplement un microscope inversé. Cependant, une fois marquées, l'isolation spécifique de ces cellules représente un nouveau défi, limitant les analyses plus poussées, notamment pour définir le phénotype, la fonction et l'exploration différentielle de gènes de chaque cellule fille. Ainsi, en parallèle, nous développerons une nouvelle méthode d'isolation de cellules uniques basée sur le « Laser Induced Forward Transfer » (LIFT).

En sommes, nous développerons des algorithmes permettant d'identifier et de suivre les cellules en division, nous utiliserons CLaP pour marquer les cellules filles et nous isolerons les cellules marquées individuelles par LIFT. Par la suite, nous caractériserons les cellules filles ainsi isolées afin d'établir une corrélation entre la position et la polarité de la cellule pendant la mitose d'une part, et le devenir et la fonction de la cellule d'autre part. Ce programme combinera des méthodes d'optique, d'ingénierie chimique et d'analyse d'images afin de développer une nouvelle approche technologique permettant d'adresser des questions fondamentales de la biologie cellulaire ayant une portée importante, entre autre, dans la médecine régénératrice.