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Séminaire général du Département de physique

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Les gels actifs : vers une description générique de la mécanique cellulaire
Jean-François Joanny (Institut Curie)

14 juin 2007

Les systèmes actifs sont des sytèmes dans lesquels de l’énergie est constamment injectée, par exemple par une réaction chimique ou par une force extérieure. Les tas de sable en vibration, les vols d’oiseaux, les colonies de poissons sont des exemples de sytèmes actifs. Le cytosquelette dans les cellules est aussi actif : l’énergie est fournie par la réaction chimique d’hydrolyse de l’ATP qui est utilisée comme combustible par les moteurs moléculaires qui marchent le long des filaments du cytosquelette et créent des contraintes internes. Les propriétés du cytosquelette semblent dominées par les gels formés par les filaments d’actine qui interagissent avec des moteurs moléculaires de type myosine. Une propriété importante des filaments d’actine est leur polarité qui impose une orientation dans le gel.
Nous avons construit une théorie hydrodynamique générale pour décrire la rhéologie de gels actifs polaires. La théorie prend en compte la visco-élasticité du gel, la polymérisation et la dépolymérisation de l’actine et les contraintes actives induites dans le gel. Nous présentons brièvement cette théorie et nous montrons certaines propriétés hydrodynamique très inhabituelles des gels actifs qui peuvent couler spontanément même en l’absence de gradient de pression. Nous donnons aussi quelques exemples d’application de la théorie à l’étude des propriétés des cellules: mouvement d’un lamellipode, et instabilités reliées à l’actine corticale.
Ce travail a été effectué avec F.Jülicher, K.Kruse, J.Prost et K.Sekimoto

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Jean-François Joanny Jean-François Joanny (Institut Curie)
Physicochimie ’Curie’, CNRS/Institut Curie