Séminaire Doron Grossman

La morphogenèse des plantes résulte d'interactions complexes entre la mécanique et les processus biologiques de régulation (omiques), allant du niveau cellulaire aux niveaux tissulaire et organique. Dans cette présentation, je discuterai de certains effets mécaniques stochastiques pertinents pour la morphogenèse, en particulier comment la frustration mécanique (contraintes résiduelles, évitement mutuel) joue un rôle dans le développement des formes. Si le temps le permet, je me concentrerai sur deux projets : premièrement sur les effets géométriques et statistiques sur l’arrangement de longs filaments semi-flexibles dans des conteneurs ellipsoïdaux. Ce problème peut être considéré comme un modèle pour les microtubules corticaux dans les cellules végétales, où nous prenons en compte la géométrie (plutôt que les contraintes) des cellules. En particulier, nous montrons qu'en se basant uniquement sur la géométrie, nous pouvons expliquer pourquoi les microtubules peuvent s'aligner le long de l'axe le plus long (ce qui favorise ensuite la transformation des cellules vers une forme isotrope). En incluant l'évitement mutuel, nous découvrons un espace de phases configurationnel complexe dans lequel, dans certains cas, les microtubules peuvent se disposer le long de la dimension la plus courte de la cellule. Cela pourrait expliquer pourquoi certaines cellules dans les tissus végétaux (comme les fibres) peuvent croître en longueur, contrairement à la régulation typique tendant vers l'isotropie. Si le temps le permet, le second projet abordé portera sur la dérivation exacte d'une théorie élastique continue générale, pouvant inclure des contraintes résiduelles (comme c'est souvent le cas dans le monde naturel). L'importance de ce travail est double. Du point de vue théorique/modélisation, ce projet montre comment des propriétés macroscopiques uniques émergent de règles microscopiques et peut aider à combler l'écart d'échelle entre les niveaux moléculaire et cellulaire, ou cellulaire et tissulaire. Du point de vue scientifique fondamental, cette dérivation est actuellement la seule dérivation générale de tout modèle élastique (pouvant décrire un système de toute forme, courbure et contrainte résiduelle), répondant à un problème vieux de 200 ans, remontant aux travaux de Cauchy, Poisson et Sophie Germain.

Séminaire en anglais

Doron Grossman, Institut de génomique fonctionnelle de Lyon IGFL, ENS de Lyon

Invitation : Philippe Andrey, équipe "Modélisation et Imagerie Numérique" MiN

En relation avec une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.