Lier l'expression des gènes, la dynamique cellulaire et les forces mécaniques
Comprendre les mécanismes contrôlant prolifération et morphogenèse à l’échelle de tout un tissu nécessite une étude interdisciplinaire visant à intégrer régulation génétique, dynamique du cytosquelette et forces mécaniques. Pour réaliser cette étude intégrée, nous développons d’une part des méthodes avancées de transcriptomique spatiale pour définir de manière exhaustive tous les patrons d’expression géniques susceptibles de réguler l'organisation du cytosquelette et les forces mécaniques dans le thorax dorsal de la drosophile. D’autre part, nous explorons comment les contraintes mécaniques et la géométrie cellulaire modulent en retour l'expression génique, la prolifération ainsi que l’apoptose. Nous avons ainsi récemment découvert une propriété fondamentale de la réponse mécanique cellulaire qui intègre force mécanique et taille cellulaire. Nous explorons maintenant comment les cellules mesurent leur taille pour adapter leur expression génique et leur réponse mécanique. Ces travaux qui couvrent des échelles subcellulaire, cellulaires et tissus sont rendus possibles par l’utilisation et le développement de méthodes innovantes de transcriptomique spatiale, d'optogénétique, de biologie quantitative et de la modélisation physique. Nos travaux devraient à terme concourir à une vision intégrée des régulations génétiques, biochimiques et biomécaniques qui façonne les tissus au cours de leur développement pour produire des organes de formes complexes.
Figure : Image confocale de l’épithélium du thorax (gauche), quantification des divisions cellulaires (centre) et profils d’expression prédits par des approches de transcriptomique spatiale (droite).