LE DIRECT
ⓘ Publicité
Radio France ne vous demandera jamais de communiquer vos coordonnées bancaires.
 Drosophile, "mouche du vinaigre"/La molécule d’adhérence E-cadhérine forme des agrégats (flèches blanches) où se concentrent les forces d’adhérence, de cohésion (symbolisées par des ressorts), et les forces de tension (les flèches noires).

Dynamiques du vivant, la leçon inaugurale de Thomas Lecuit

58 min
À retrouver dans l'émission

Quel est le propre du vivant et qu’est-ce que le vivant ? Ne cesse de s’interroger le biologiste Thomas Lecuit. Comment les formes caractéristiques des embryons et des organes naissent-elles de changements de formes des cellules elles‐mêmes et de la régulation des contacts d'une cellule à l'autre ?

 Drosophile, "mouche du vinaigre"/La molécule d’adhérence E-cadhérine forme des agrégats (flèches blanches) où se concentrent les forces d’adhérence, de cohésion (symbolisées par des ressorts), et les forces de tension (les flèches noires).
Drosophile, "mouche du vinaigre"/La molécule d’adhérence E-cadhérine forme des agrégats (flèches blanches) où se concentrent les forces d’adhérence, de cohésion (symbolisées par des ressorts), et les forces de tension (les flèches noires). Crédits : André Karwath ; Wikicommons/Collège de France

Comment l’information génétique est-elle devenue enfin visible et palpable?  Quel rôle joue dans cette histoire "la petite mouche drosophile, avec son développement rapide et ses quatre chromosomes" ? Quelles sont les propriétés d'auto-organisation de la matière vivante ? Enfin quelle est la fécondité des rapprochements récents entre biologistes et physiciens?

Ancien élève de l’Ecole Normale Supérieure,  directeur de recherche au CNRS, membre de l’Académie des Sciences depuis 2014, Médaille d’argent du CNRS en 2015, chercheur à la carrière internationale, Thomas Lecuit est professeur au Collège de France, titulaire de la chaire « Dynamiques du vivant ». Au sein de l’équipe Architecture et plasticité des tissus, qu’il dirige depuis 2001 à Marseille, le biologiste a choisi l’embryon de la mouche drosophile, comme modèle d’étude. 

Sa collègue au Collège de France, la généticienne, Edith Heard, titulaire de la chaire  « Épigénétique et mémoire cellulaire », indique à propos de ses travaux novateurs et interdisciplinaires : 

"Comprendre l'émergence de formes au cours du développement suppose d'identifier les mécanismes génétiques, biochimiques et physiques qui gouvernent les mouvements cellulaires. C'est dans ce contexte que son travail a contribué à l'apparition d'une nouvelle approche mécanistique. J'ose le terme de mécano-biologique."

Le paradoxe du vivant et la morphogenèse

En ouverture de sa leçon inaugurale, Thomas Lecuit pose d’emblée le "paradoxe du vivant" :

"L’intelligence peine à saisir les multiples dynamiques du vivant tant la fixité des représentations construites par notre cerveau est un outil puissant pour appréhender la diversité du monde perçu par nos sens. Il est encore plus difficile de comprendre l’alliance paradoxale d’une organisation fixe et d’une dynamique incessante."

Dans une éclairante vidéo que je vous recommande, Thomas Lecuit explique :

"L'enseignement de la chaire 'Dynamiques du vivant' tente de comprendre l'émergence des formes auto-organisées à partir de propriétés inhérentes à la matière vivante. La formation d'un origami illustre de façon très concrète les grandes thématiques de la morphogenèse. Il s'agit de replier un papier selon une séquence temporelle à des endroits particuliers et on voit donc quatre notions émerger, l’espace, le temps, l'information et la mécanique. Il existe dans l'origami des séquences spatiales et temporelles de repliements. De même, dans l’organisme, quelle est l'information qui contrôle dans l'espace et le temps des processus cellulaires collectifs, qui permettent de déformer un tissu sous ses multiples formes, quelles sont les processus mécaniques, qui sont concrètement en jeu, qui sont contrôlés par cette information et qui sont à l’origine des déformations qu’on observe ?"

Alors aujourd’hui nous plongeons dans la grande complexité du vivant et son extraordinaire plasticité, nous découvrons un peu de cet Ailleurs, de l’infiniment petit, qui nous résiste un peu par son langage très technique et très précis, où les mots sont aussi pesés et denses que chez un juriste ou un poète.

Nous gagnons le Collège de France le 27 avril 2017 pour la leçon inaugurale de Thomas Lecuit, intitulée "Dynamiques du vivant".

Pour prolonger

Pour afficher ce contenu Youtube, vous devez accepter les cookies Publicité.

Ces cookies permettent à nos partenaires de vous proposer des publicités et des contenus personnalisés en fonction de votre navigation, de votre profil et de vos centres d'intérêt.
Gérer mes choix

La leçon inaugurale de Thomas Lecuit a été publiée sous le titre Dymaniques du vivant chez Fayard en 2018. Elle est également disponible en édition électronique

Morphogènes et mécanique de la morphogenèse

L’activation du moteur Myosine-II détermine la distribution spatiale des forces de tension, les changements de forme cellulaire et les déformations tissulaires. Schéma extrait de la leçon inaugurale de T. Lecuit.
L’activation du moteur Myosine-II détermine la distribution spatiale des forces de tension, les changements de forme cellulaire et les déformations tissulaires. Schéma extrait de la leçon inaugurale de T. Lecuit. Crédits : Collège de France

Thomas Lecuit, tout en nous plongeant dans une histoire interdisciplinaire des sciences, revient sur son propre parcours et ses recherches. Il rappelle dans sa leçon inaugurale :

"Le terme morphogène a été inventé par le mathématicien Alan Turing dans son célèbre article « The chemical basis of morphogenesis » publié en 1952. Il s’agit selon Turing d’une substance chimique productrice de forme. Turing n’attache aucune signification plus précise à ce concept. Il prédit la formation de structures spatiales à partir de substances chimiques morphogènes selon un modèle général de réaction-diffusion".

"Ce concept, poursuit Thomas Lecuit, se précise bientôt dans le cadre du modèle d’information de position de Wolpert. Bien que ce dernier n’utilise pas le terme morphogène, il émet l’hypothèse qu’un gradient d’information de position dans un tissu, caractérisée par la concentration locale d’une substance, définit les coordonnées spatiales d’une cellule par rapport aux extrémités du champ morphogénétique. Crick prédit que la diffusion d’une molécule depuis une source peut constituer un gradient de concentration à une échelle de temps compatible avec les processus morphogénétiques. Le concept de « morphogène » prend dès lors le sens qu’il a encore aujourd’hui. En 1972, Francis Crick et Peter Lawrence étudient la polarisation cellulaire chez des insectes et analysent sa réorganisation consécutive à une rotation de fragments de cuticule."

Quand Thomas Lecuit aborde les contraintes mécaniques et le contrôle au cours de la morphogenèse, il fait le point sur ses recherches alors que les méthodes de microscopie permettent de nouvelles avancées :

Mes recherches sur les morphogènes m’ont convaincu d’évoluer dans mes approches en prenant davantage en considération la dimension temporelle des processus développementaux. L’information de position opère de manière concrète dans chaque cellule, dont la taille, la forme, les propriétés mécaniques et la dynamique ne peuvent être ignorées. J’ai rejoint l’équipe d’Eric Wieschaus à Princeton en 1998 avec le projet d’étudier la dynamique de la membrane et du cytosquelette d’actine dans l’embryon de drosophile. Eric Wieschaus était déjà l’un des pionniers de l’étude génétique de la gastrulation, un processus morphogénétique complexe dans l’embryon précoce. J’ai alors mis au point des méthodes de microscopie par fluorescence pour suivre en temps réel la dynamique de la membrane en suivant le processus de cellularisation par lequel se forment les 5000 cellules épithéliales de l’embryon. J’y ai développé une intuition des comportements dynamiques de la cellule dans un embryon vivant. Au cours de cette période très stimulante, j’ai tiré profit des nouvelles méthodes de vidéo-microscopie confocale et de la possibilité de fusionner une protéine d’intérêt avec des protéines fluorescentes telles que la GFP afin d’en observer la dynamique in vivo. Ces innovations révélaient alors le monde encore largement ignoré de la dynamique cellulaire interne et ouvraient la voie à une approche renouvelée de la morphogenèse. Lors de la création de mon équipe de recherche à Marseille en 2001, je m’assignais un ambitieux programme de recherche sur la dynamique et la mécanique de la morphogenèse et son contrôle par l’information développementale.

Les cours de Thomas Lecuit au Collège de France. Sa prochaine série est intitulée "Taille, croissance   et organisation cellulaires" (Cours les mardis de 10h à 11h30 à partir du 17 novembre)

Bibliographie

Intervenants
  • Chercheur en biologie cellulaire, Professeur au Collège de France, titulaire de la chaire « Dynamiques du vivant »
L'équipe
Production
Réalisation
Avec la collaboration de
ⓘ Publicité
Radio France ne vous demandera jamais de communiquer vos coordonnées bancaires.

France Culture

est dans l'appli Radio France
Direct, podcasts, fictions

INSTALLER OBTENIR

Newsletter

Découvrez le meilleur de France Culture

S'abonner
À venir dans ... secondes ...par......