Le développement des embryons nécessite que leurs cellules exercent des forces de façon coordonnée pour engendrer les déformations conduisant à l'acquisition d'une forme donnée. Ceci nécessite, en plus de l'exécution contrôlée en espace et en temps du programme génétique, d'exploiter la géométrie 3D de l'organisme pour localiser et orienter les forces mécaniques. Nous avons ainsi montré récemment [Fierling et al, 2022] comment la géométrie 3D de l'embryon de Drosophile est responsable de l'anisotropie des contraintes mécaniques, qui à leur tour permettent de plier le tissu de façon rectiligne lors de la phase initiale de formation du sillon ventral, voir Fig A.
Pour le stage, l'objectif est de poser les bases de la compréhension de la phase suivante de la gastrulation de l'embryon, lorsque ce sillon s'invagine. En s'appuyant sur des expériences en cours à l'IBV, et en collaboration avec l'équipe au LIPHY, le stagiaire utilisera des approches numériques et/ou analytiques pour identifier le modèle mécanique le plus adapté pour expliquer les observations.
Pour la thèse, l'objectif est de développer une approche numérique pour ce problème lors d'une première année au LIPHY, puis de mener conjointement simulations numériques et expériences à l'iBV. Voir le PDF de l'offre de thèse.
L'IBV a développé des techniques d'imagerie pour révéler les structures du cytosquelette au niveau latéral et basal des cellules, c'est-à-dire à une profondeur de quelques dizaines de microns à l'intérieur de l'embryon [John & Rauzi, 2021] : celles-ci sont encore peu connues du fait des difficultés d'observation, et pour en tester le comportement mécanique. En particulier, des ablations laser (nano-incision qui révèle la tension en présence) et l'utilisation de techniques d'optogénétique (activation locale et contrôlée des moteurs moléculaires) permettront une approche d'“ingénierie inverse” du système.
Les simulations numérique pourront s'appuyer sur des outils existants tel que Surface Evolver en 3D [Fierling et al, 2022] et ACAM en 2D, co-développé par le LIPHY [Nestor-Bergmann et al, 2022].
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Conditions du stage :
- Modélisation avec le LIPHY (Grenoble) sous la supervision de Jocelyn Etienne et Catherine Quilliet, par des approches analytiques et/ou numériques.
- Indemnité forfaitaire de 543,60 euros par mois.
- Durée 5 à 6 mois (continus ou alternance), prolongement possible.
- Poursuite en thèse souhaitée.
Profil de l'étudiant :
- Physicien ou mécanicien intéressé par le comportement de matériaux complexes.
- Programmation python.
- Pas de connaissances préalables en biologie requises.
