Thermodynamique intra-cellulaire : approche intégrée théorie-expérience

 

Paul François

Université McGill

 

Domaine : nature et interactions de la matière

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2015-2016

La cellule est le cadre de nombreux processus stochastiques hors équilibre, fortement biaisés dans le temps. L'irréversibilité de certains de ces processus (par exemple la division cellulaire) est cruciale pour le vivant, mais peut par conséquent être source d'erreurs elles aussi irréversibles. D'où la nécessité de développer un formalisme pour étudier avec soin les caractéristiques physiques et stochastiques du vivant subcellulaire.

Le but du projet est de construire une approche intégrée théorie-expérience pour l'étude de trois différents problèmes : la séparation précoce des pôles lors de la mitose, la polymérisation des microtubules, et l'endocytose cellulaire sous contrôle de gouttelettes de protéines. Ces trois problèmes peuvent être abordés à l'aide de formalismes théoriques similaires, inspirés de la physique statistique et hors équilibre. Nous caractériserons les données expérimentales disponibles dans notre équipe, sur les cellules normales comme sur des cellules mutantes, en moyenne et via leurs fluctuations, puis concevrons les modèles stochastiques simples permettant d'expliquer ces données. L'équipe se compose de trois chercheurs de McGill: Paul François, biophysicien théoricien, Jackie Vogel, experte en microscopie et dynamique de la mitose, Gary Brouhard, spécialiste de la dynamique des microtubules, et d'un chercheur de l'université de Montréal : Stephen Michnick, expert en chimie biophysique.

Le projet contribuera à la formation de deux étudiants sous-gradués, deux étudiants gradués et un post-doc. Il s'inscrira pleinement dans le développement de la biologique quantitative au Québec (l'un des axes majeurs du plan stratégique de McGill) dans un environnement unique au Canada.