Doctorant en biologie des systèmes appliquée à la biologie du développement (H/F)

Sujet de thèse :
Les expériences fondatrices de la biologie du développement ont montré comment la morphogenèse repose sur des centres organisateurs, qui instruisent les cellules voisines notamment par des signaux diffusibles appelés morphogènes. Le positionnement et l’activité dans l’espace et dans le temps de ces centres organisateurs est critique pour déterminer aussi bien l’organisation générale d’un embryon (via l’organisateur de Speemann), que la forme d’un membre (via un centre de signalisation appelé la « crète apicale ectodermique ») ou la forme d’une molaire (via les « noeuds d’émail »). De plus, des différences entre centres organisateurs de différentes espèces sont responsables de leurs différences morphologiques acquises au cours de l’évolution (par exemple, entre membre de souris et de chauve-souris).

Plus récemment, la biologie des systèmes a montré comment ces centres organisateurs pouvaient se former par des processus d’auto-organisation, tels que les mécanismes d’activation-inhibition, dérivés des mécanismes de Turing, du nom du célèbre mathématicien. De plus, il est apparu que le « patterning » (ie. formation/positionnement) de ces centres dans l’espace était indissociable de la morphogenèse associée, les mêmes mécanismes cellulaires étant impliqués.

L’objectif de cette thèse est de s’intéresser à l’ensemble de la dynamique d’un centre organisateur : depuis sa formation jusqu’à sa terminaison, en passant par d’éventuelles étapes de transformation, et de comprendre, par une approche multidisciplinaire biologie-mathématique, si un mécanisme unique peut suffire à expliquer cette dynamique et ainsi, son activité et ses variations sous-tendant la variation morphologique entre espèces.

Pour cela, on utilisera une approche comparative dans le modèle molaire de rongeurs. Cette approche a déjà montré sa puissance pour révéler les mécanismes généraux du développement et de la variation entre espèces, et le modèle molaire de rongeur dispose d’un très large corps de connaissances multidisciplinaires (évolution morphologique, développement histologique, génétique du développement, modèle de morphogenèse in silico). Enfin, l’équipe a une longue expérience sur ce modèle et l’étude multi-espèce des centres organisateurs de la molaire, et a déjà collaboré efficacement avec une équipe de mathématiciens sur ce sujet.

Le projet reposera sur un ensemble de résultats, datasets (notamment de transcriptomique comparative) et hypothèses de travail, déjà disponibles dans l’équipe. Il consistera à générer et analyser des données quantitatives comparatives sur la dynamique des centres organisateurs dans 4 molaires (inférieure et supérieure, de souris et de hamster ; données cellulaires obtenues par microscopie 3D à feuillet de lumière et données transcriptomiques) et à établir des corrélations pour proposer des hypothèses mécanistiques. Celles-ci alimenteront la construction d’un modèle mathématique
Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr...