Jacques PécréauxChercheur CNRS à l'Institut de génétique et développement de Rennes (IDGR)
Mes recherches
Mes recherches visent à comprendre l’origine de l’extraordinaire fiabilité de la division cellulaire – une propriété ambivalente, permettant le développement d’organismes multicellulaires mais aussi de pathologie tel le cancer. De manière originale, je m’intéresse aux origines mécaniques de cette robustesse, c’est-à-dire au rôle de la dynamique des composants, des forces qu’ils génèrent, de leur déplacement et naturellement des boucles de rétroactions modulant ces propriétés en fonction de l’environnement. Pour se faire, des analyses d’image et de données poussées, ainsi que des simulations numériques viennent asseoir quantitativement les modèles physiques, exprimés sous forme d’équations. Ce goût pour des approches interdisciplinaires, mêlant recherche fondamentale, ingénierie (inverse) et développements méthodologiques, trouve son origine dans mon cursus. Après un diplôme d’ingénieur de l’École Polytechnique (Palaiseau), j’ai poursuivi par un DEA de physique des liquides (Paris VI) et une thèse (1999-2004, dir. Patricia Bassereau, Physico-Chimie Curie, Paris) sur un système modèle pour la biologie, les vésicules lipidiques géantes. J’ai déjà mis en œuvre une approche interdisciplinaire pour comprendre le rôle des ondulations de la membrane des cellules. Fasciné par le vivant, j’ai poursuivi ce type d’approche, sur la division cellulaire, utilisant le nématode, un organisme modèle classique, dans les laboratoires de Joe Howard et Tony Hyman (Max Planck Institute for molecular Cell Biology and Genetics, Dresden, Germany). Après l’obtention de l’ATIP-avenir en 2011, j’ai créé mon équipe « une ingénierie inverse de la division cellulaire » et j’ai été recruté en CR1 l’année suivante. Au-delà de la compréhension fondamentale de la division, nous développons les méthodes mathématiques et informatiques nécessaires, jusqu’à breveter des techniques de microscopie et contribuer à créer une start-up (Inscoper).
Mon projet ATIP-Avenir
Reverse Engineering Cell division
CeDRE
La chorégraphie complexe de la division cellulaire est dirigée par les interactions des moteurs et des filaments du cytosquelette. Ainsi la physique est essentielle pour comprendre non seulement les détails des acteurs moléculaires, mais aussi leur signalisation et leur régulation. La division asymétrique, où la taille et le contenu des cellules filles diffèrent, est dynamique, facilitant ainsi l'ingénierie inverse des mécanismes. Jusqu'à présent, la biologie moléculaire et la biophysique in vitro ont caractérisé les acteurs, tandis que les simulations ne tenaient compte que des phénotypes au niveau cellulaire. J'envisage une stratégie de biophysique des systèmes expérimentaux, reliant quantitativement ces approches micro- et macroscopiques. Cela sera pertinent pour la division cellulaire fondamentale et appliquée, ainsi que pour la recherche sur les microfilaments. Je commencerai mes travaux par l'embryon de nématode qui m'est familier, puis les cellules de mammifères, plus pertinentes pour la médecine. Dans l'embryon de C. elegans, le fuseau est centré jusqu'au début de l'anaphase, puis allongé par des forces internes et probablement par des moteurs corticaux tirant sur des microtubules astraux. Le fuseau se déplace également vers la partie postérieure et oscille transversalement. Je fais l'hypothèse que la diversité de la division cellulaire et la chorégraphie stéréotypée ne peuvent être modélisées qu'en incluant les forces internes au fuseau, le centrage et les forces corticales, dérivées des caractéristiques et des interactions microscopiques. Je me concentrerai sur trois axes clefs: (1) comment la dynamique des microtubules, les forces corticales et les kinésines déterminent la longueur du fuseau; (2) comment le fuseau est centré par des microtubules astraux poussant sur le cortex; (3) et comment les moteurs agissant en traction arrivent au cortex de la cellule.