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Biophysics

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S3b

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours

12h TDs

Responsable :

Cendrine Moskalenko

École Normale Supérieure de Lyon, Laboratoire de Physique

Intervenants :

Cendrine Moskalenko
Hélène Delanoé-Ayari

Daniel Jost

Objectif

 

Une cellule fonctionne avec de faibles nombres de molécules et des énergies comparables aux énergies thermiques ; comment peut-elle avoir un comportement déterministe dans ces conditions ? Comment la dynamique des tissus émerge du comportement des cellules individuelles ? Les outils physiques basés sur des concepts de matière molle, de physique statistique, de rhéologie et de mécanique des milieux continus, permettront d’analyser comment s’auto-organisent les structures du vivant des échelles subcellulaires (nanométriques) aux échelles des tissus (millimétriques). Nous verrons en retour comment les objets biologiques génèrent de nouvelles problématiques de Physique et conduisent au développement de méthodes expérimentales et théoriques pour les traiter.

 

Plan du cours

 

1. Machines Moléculaires
Les moteurs moléculaires : extraire un mouvement dirigé à partir du bruit thermique.
Les pores biologiques : canaux ioniques et modèle d'Hodgkin–Huxley, translocon et ratchet brownien de translocation, pore nucléaire : sélectivité et directionnalité, porines et séquençage de l'ADN.

 

2. Régulation de l’expression génique : du gène au réseau
Régulation d’un gène : aspects déterministes et stochastiques au niveau ARN et protéique, comparaison avec l’expérience, bruit intrinsèque/extrinsèque.
Réseau de régulation : interaction entre gènes, propagation du bruit, boucle de rétroaction, dynamique des réseaux, analyse de motifs.

 

3. Dynamique à l’échelle de la cellule
Auto-organisation et polarité cellulaire.
Adhésion et migration d’une cellule.
Motilité, réponse à des gradients externes, mécanismes et limites physiques.

 

4. Propriétés mécaniques : de la cellule au tissu
Outils pour sonder la mécanique d’une cellule.
Contraintes mécaniques.
Rhéologie d’un tissu.
Morphogénèse.

Langue d'enseignement

Cours en français uniquement (questions en anglais bienvenues).

Modalité de l'examen

 

Analyse d'articles avec une partie écrite (rapport) et une présentation orale