Quantification de la différentiation cellulaire chez les plantes par une approche morphodynamique informatique

 

Anja Geitmann

Université de Montréal

 

Domaine : organismes vivants

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2012-2013

La croissance cellulaire est une composante capitale du développement et de la morphogenèse des plantes. La quantité croissante d'informations génomiques et protéomiques disponibles requiert un cadre mécanique pour intégrer les acteurs moléculaires dans un modèle de fonctionnement cellulaire.

Nous planifions donc d'utiliser des méthodes du génie basées sur l'analyse des éléments finis pour modéliser l'expansion cellulaire chez les végétaux. Etant donné que lors de la différenciation cellulaire la déformation de la paroi est extrême, nous aurons recourt à une méthode de simulation ‘sans maillage' plutôt qu'aux méthodes conventionnellement utilisées. 

Cette méthode présente l'avantage de pouvoir calculer d'importantes déformations et de considérer la dimension temporelle du processus d'expansion cellulaire. Notre modèle sera basé sur les trois types de cellules qui forment l'épiderme de la feuille d'Arabidopsis: la cellule fondamentale en forme de puzzle, les trichomes étoilés et les cellules de garde. A cause de leurs géométries et comportements singuliers, les trois types de cellules posent différents défis pour la modélisation mécanique. Afin de valider nos modèles, des mutants ainsi que des traitements pharmacologiques seront utilisés.

Ce projet présente une approche interdisciplinaire qui réunira les expertises en biologie cellulaire végétale ainsi qu'en génie mécanique et en modélisation.