Agenda En savoir plus

Biophysique et développement

Personnel du RDP

Arezki BOUDAOUD

arezki.boudaoud
(33) 4 72 72 88 75
PR ENS

Françoise MONEGER

francoise.moneger
(33) 4 72 72 89 85
DR2 CNRS

Pradeep DAS

pradeep.das
(33) 4 72 72 89 37
MC ENS

Annamaria KISS

annamaria.kiss
(33) 4 72 72 89 37
IR2 INRA

Simone BOVIO

simone.bovio
87 62
IE ENS

Virginie BATTU

virginie.battu
(33) 4 72 72 86 07
TR UCBL

Yuchen LONG

yuchen.long
(33) 4 72 72 88 25
Postdoc ENS

Antoine FRULEUX

antoine.fruleux
(33) 4 72 72 38 32
Postdoc ENS

Valeria HERNANDEZ

valeria.hernandez
(33) 4 72 72 88 74
Thèse

Léa RAMBAUD

lea.rambaud1
(33) 4 72 72 86 05
Thèse

Corentin MOLLIER

M2-Thèse



2018


S. Verger, Y. Long, A. Boudaoud & O. Hamant* "A tension-adhesion feedback loop in plant epidermis". eLIFE 7 e34460 (2018)
J.-D. Julien & A. Boudaoud* "Elongation and shape changes in organisms with cell walls : a dialogue between experiments and models". The Cell Surface 1 34–42 (2018)
V. Mirabet*, P. Krupinski, O. Hamant, E.M. Meyerowitz, H. Jönsson & A. Boudaoud.* "The self-organization of plant microtubules inside the cell volume yields their cortical localization, stable alignment, and sensitivity to external cues". PLoS Comput. Biol. 14 e1006011 (2018)
L. Hong#, M. Dumond#, M. Zhu, S. Tsugawa, C.-B. Li, A. Boudaoud, O. Hamant & A.H.K. Roeder* "Heterogeneity and Robustness in Plant Morphogenesis : From Cells to Organs". Annual Reviews of Plant Biology 69 469–495 (2018)
V. Davì, H. Tanimoto, D. Ershov, A. Haupt, H. De Belly, R. Le Borgne, E. Couturier, A. Boudaoud* & Nicolas Minc* "Mechanosensation dynamically coordinates polar growth and cell wall assembly to promote survival". Dev. Cell 45 170–182 (2018)

2017


P. Durand-Smet, E. Gauquelin, N. Chastrette, A. Boudaoud & A. Asnacios*. "Estimation of turgor pressure through comparison between single plant cell and pressurized shell mechanics. ". Physical Biol 14, 055002 (2017)
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S. Tsugawa, N. Hervieux, D. Kierzkowski, A.-L. Routier-Kierzkowska, A. Sapala, O. Hamant, R. S. Smith, A. H. K. Roeder, A. Boudaoud & C.-B. Li*. Clones of cells switch from reduction to enhancement of size variability in Arabidopsis sepals. Development 144, 4398–4405 (2017).

J. Chlasta, P. Milani, G. Runel, J.-L. Duteyrat, L. Arias, L.-A. Lamiré, A. Boudaoud & M. Grammont* "Variations in basement membrane mechanics are linked to epithelial morphogenesis". Development 144 4350–4362 (2017)
"N. Hervieux, S. Tsugawa, A. Fruleux, M....". (2017)
N. Hervieux, S. Tsugawa, A. Fruleux, M. Dumond, A.-L. Routier-Kierzkowska, T. Komatsuzaki, A. Boudaoud, J. C. Larkin, R. S. Smith, C.-B. Li & O. Hamant*. Mechanical shielding of rapidly growing cell buffers growth heterogeneity and contributes to organ shape reproducibility. Curr Biol 27, 3468–3479 (2017).

"Prunet N, W Yang, P Das, EM Meyerowitz and TP...". (2017)
Prunet N, W Yang, P Das, EM Meyerowitz and TP Jack. SUPERMAN prevents class B gene expression and promotes stem cell termination in the fourth whorl of Arabidopsis thaliana flowers. PNAS 114 : 7166 (2017).

Kiss, A.; Moreau, T.; Mirabet, V.; Calugaru, C. I.; Boudaoud, A. & Das, P. "Segmentation of 3D images of plant tissues at multiple scales using the level set method". Plant Methods 13 (2017)
Link

2016


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Y. Bar-Sinai, J.-D. Julien, E. Sharon*, S. Armon, N. Nakayama, M. Adda-Bedia & A. Boudaoud*. Mechanical Stress Induces Remodeling of Vascular Networks in Growing Leaves. PLoS Comput. Biol. 4, e1004819 (2016).

N. Hervieux, M. Dumond, A. Sapala, A.-L. Routier-Kierzkowska, D. Kierzkowski, A. Roeder, R.S. Smith, A. Boudaoud* & O. Hamant* "A mechanical feedback restricts sepal growth and shape in Arabidopsis". Curr Biol. 26 1019–1028 (2016)
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S. Tsugawa, N. Hervieux, O. Hamant, A. Boudaoud, R.S. Smith, C.-B. Li* & T. Komatsuzaki. Extracting subcellular fibrillar alignment with error estimation : Application to microtubules. Biophys. J. 110, 1836–1844 (2016).

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J Gruel, B Landrein, P Tarr, C Schuster, Y Refahi, A Sampathkumar, O Hamant, EM Meyerowitz and H Jönsson (2016) An epidermis-driven mechanism positions and scales stem cell niches in plants. Sci. Adv. 2 : e1500989 (2016)

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M. Louveaux, J.-D. Julien, V. Mirabet, A. Boudaoud* & O. Hamant*. A cell division rule based on tensile stress in Arabidopsis thaliana. Proc. Natl. Acad. Sci. USA in press (2016).

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L. Hong+, M. Dumond+, S. Tsugawa+, A. Sapala, A.-L. Routier-Kierzkowska, Y. Zhou, C. Chen, A. Kiss, M. Zhu, O. Hamant, R. S. Smith, T. Komatsuzaki, C.-B. Li, A. Boudaoud* & A. H. K. Roeder*. Variable cell growth yields reproducible organ development through spatiotemporal averaging
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C. Fourquin, L. Beauzamy, S. Chamot, A. Creff, J. Goodrich, A. Boudaoud & G. Ingram*. Mechanical stress mediated by both endosperm softening and embryo growth underlies endosperm elimination in Arabidopsis seeds. Development in press (2016).

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L. Beauzamy+, C. Fourquin+, N. Dubrulle, A. Boudaoud* & G. Ingram*. Endosperm turgor pressure decreases during early Arabidopsis seed development. Development in press (2016).

"M. Louveaux, S. Rochette, L. Beauzamy, A....". (2016)
M. Louveaux, S. Rochette, L. Beauzamy, A. Boudaoud & O. Hamant*. The impact of mechanical compression on cortical microtubules in Arabidopsis : a quantitative pipeline. Plant J. 88, 328-342 (2016).

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E. Biot+, M. Cortizo+, J. Burguet+*, A. Kiss+, M. Oughou, A. Maugarny-Calès, B. Gonçalves, B. Adroher, P. Andrey, A. Boudaoud* & P. Laufs*. Multiscale quantification of morphodynamics : MorphoLeaf software for 2D shape analysis. Development 143, 3417-3428 (2016).

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F. Kateryna, B. Landrein & O. Hamant*. Interplay between miRNA regulation and mechanical stress for CUC gene expression at the shoot apical meristem. Plant Signal. Behav. 11, e1127497 (2016).

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K. Alim*, S. Armon, B. Shraiman & A. Boudaoud. Leaf growth is conformal. Physical Biol. 13, 05LT1 (2016).

"R. Malgat, F. Faure & A. Boudaoud*. A...". (2016)
R. Malgat, F. Faure & A. Boudaoud*. A mechanical model to interpret cell-scale indentation experiments on plant tissues in terms of cell wall elasticity and turgor pressure. Front. Plant Sci. 7, 1351 (2016).

"I. Ezquer, C. Mizzotti, E. Nguema-Ona, M....". (2016)
I. Ezquer, C. Mizzotti, E. Nguema-Ona, M. Gotté, L. Beauzamy, V. Ebeling Viana, N. Dubrulle, A. Costa de Oliveira, E. Caporali, A.-S. Koroney, A. Boudaoud, A. Driouich & L. Colombo*. The developmental regulator STK controls the structure and mechanical properties of the Arabidopsis seed coat. Plant Cell 28, 2478-2492 (2016).

2015


"J. Chopin*, A. Boudaoud & M. Adda-Bedia....". (2015)
J. Chopin*, A. Boudaoud & M. Adda-Bedia. Morphology and dynamics of a crack front propagating in a model disordered material. J. Mech. Phys. Solids 74, 38–48 (2015).

"F. Boudon, J. Chopard, O. Ali, B. Gilles, O....". (2015)
F. Boudon, J. Chopard, O. Ali, B. Gilles, O. Hamant, A. Boudaoud, J. Traas* & C. Godin*. A computational framework for 3D mechanical modeling of plant morphogenesis with cellular resolution. PLoS Comput. Biol. 11, e1003950 (2015).

"B. Landrein, Y. Refahi, F. Besnard, N....". (2015)
B. Landrein, Y. Refahi, F. Besnard, N. Hervieux, V. Mirabet, A. Boudaoud, T. Vernoux & O. Hamant*. Meristem size contribute to the robustness of phyllotaxis in Arabidopsis. J. Exp. Bot. 66, 1317–1324 (2015).

"L. Beauzamy, J. Derr & A. Boudaoud*. Quantifying". (2015)
L. Beauzamy, J. Derr & A. Boudaoud*. Quantifying Hydrostatic Pressure in Plant Cells by using Indentation with an Atomic Force Microscope. Biophys. J. 108, 2448—2456 (2015).

"L. Beauzamy, M. Louveaux, O. Hamant & A....". (2015)
L. Beauzamy, M. Louveaux, O. Hamant & A. Boudaoud*. Mechanically, the shoot apical meristem of Arabidopsis behaves like a shell inflated by a pressure of about 1 MPa. Front. Plant Sci. 6,1038 (2015).

"B. Landrein, A. Kiss, M. Sassi, A. Chauvet,...". (2015)
B. Landrein, A. Kiss, M. Sassi, A. Chauvet, P. Das, M. Cortizo, P. Laufs, S. Takeda, M. Aida, J. Traas, T. Vernoux, A. Boudaoud & O. Hamant*. Mechanical stress contributes to the expression of the STM homeobox gene in Arabidopsis shoot meristems. eLIFE 4:e07811 (2015).

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P. Barbier de Reuille, A.-L. Routier-Kierzkowska, D. Kierzkowski,G.W. Bassel, T. Schüpbach, G. Tauriello, N. Bajpai, S. Strauss, A. Weber, A. Kiss, A. Burian, H. Hofhuis, A. Sapala, M. Lipowczan,M.B. Heimlicher , S. Robinson,E.M. Bayer, K. Basler, P. Koumoutsakos, A.H.K. Roeder, T. Aegerter-Wilmsen, N. Nakayama, M.Tsiantis, A. Hay, D. Kwiatkowska, I. Xenarios, C. Kuhlemeier & R.S. Smith (2015) MorphoGraphX : A platform for quantifying morphogenesis in 4D. eLife 4:e05864, http://dx.doi.org/10.7554/eLife.05864

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2014


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Sampathkumar, A., Krupinski, P., Wightman, R., Milani, P., Berquand, A., Boudaoud, A., Hamant, O., Jonsson, H., Meyerowitz, E.M. (2014). Sub-cellular and supra-cellular mechanical stress prescribes cytoskeleton behavior in Arabidopsis cotyledon pavement cells. eLife 2014 ;3:e01967 http://dx.doi.org/10.7554/eLife.01967

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Besnard, F., Refahi, Y., Morin, V., Marteaux, B., Brunoud, G., Chambrier, P., Rozier, F., Mirabet, V., Legrand, J., Thévenon, E., Farcot, E., Cellier, C., Das, P., Bishopp, A., Dumas, R ,Parcy, F. , Helariutta, Y., Boudaoud, A., Godin, C., Traas, J., Guédon, Y. and Vernoux T. (2014). Cytokinin signaling inhibitory fields provide robustness to phyllotaxis. NATURE 505, 417-421.

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2013


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2012


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Das, P., Toshiro Ito, Frank Wellmer, Teva Vernoux, Annick Dedieu, Jan Traas, Elliot M. Meyerowitz (2009). Floral stem cell termination involves the direct regulation of AGAMOUS by PERIANTHIA. Development 136, 1605-1611

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Hamant O., Heisler MG., Jonsson H., Krupinski P., Uyttewaal M., Bokov P., Corson F., Sahlin P., Boudaoud A., Meyerowitz EM., Couder Y., Traas J. (2008) Developmental patterning by mechanical signals in Arabidopsis. Science 322 (5908), 1650-1655



Nous étudions la morphogenèse chez les plantes, notamment à l’apex caulinaire d’Arabdopsis. Nous nous focalisons sur la robustesse de la morphogenèse, en analysant la variabilité cellulaire et en explorant les mécanismes qui amplifient ou tamponnent cette variabilité. Pour ce faire, nous combinons des approches de biologie moléculaire, d’imagerie du vivant, de biophysique, d’analyse de donnée et de modélisation. Nous déclinons ces questions et approches selon quatre thématiques principales :
- Mécanique de la morphogénèse
- Patrons de croissance florale
- Réseaux d’interaction moléculaire
- Modélisation de la morphogénèse

Infos utiles


Mécanique de la morphogénèse

Responsable : Arezki Boudaoud

La morphogenèse est le remarquable processus par lequel un organisme en développement acquiert sa forme. Alors que les études moléculaires et génétiques ont rencontré de grands succès permettant d’expliquer la base cellulaire du développement et le rôle des gradients biochimiques dans la coordination des destins cellulaires, la compréhension de la morphogenèse demeure un défi, à la fois pour la biologie du développement et pour la biophysique. En effet, la forme est imposée par les éléments structuraux de l’organisme ; l’étude de la morphogenèse doit s’attaquer à comment ces éléments sont régulés à l’échelle de la cellule, et à comment les propriétés mécaniques de ces éléments conduisent à des patrons de croissance bien définis. En utilisant les plantes comme systèmes modèles, nous abordons les questions suivantes. (i) L’identité moléculaire et génétique d’une cellule correspond-elle à une identité mécanique ? (ii) Les propriétés mécaniques des domaines cellulaires prédisent-elles les changements de forme ? (iii) Comment la stochasticité intrinsèque de la mécanique et de la croissance cellulaire laisse-t-elle place à des formes reproductibles ?

Patrons de croissance florale

Responsable : Pradeep Das

L’émergence des formes et tailles stéréotypes des tissues et organes suppose une régulation coordonnée d’un patron de croissance très spécifique en temps et espace toute au long du développement. Nous cherchons à avoir une compréhension claire de comment les évenements moléculaires, génétiques et physiques gouvernent la croissance. Nous avons développé lors des dernières années une pipeline automatique qui permet de suivre la croissance à une résolution cellulaire et en 4 dimensions (espace et temps) lors du développement des fleurs (Fernandez et al., Nature Methods, 2010). D’autre part nous examinons les liens entre les patrons de croissance, d’expression et de propriétés mécaniques.

Réseaux d’interaction moléculaire

Responsable : Françoise Monéger

Nous travaillons également sur la modélisation des réseaux d’interaction moléculaire et développons des approches visant à intégrer différents types de données (patrons d’expression, interactions directes, interactions génétiques) dans un modèle cohérent et intégré. Plus récemment, nous avons décidé de nous focaliser sur la paroi et en particulier sur les enzymes de remodelage de la paroi afin de comprendre comment les réseaux d’interaction et en particulier les facteurs de transcription de la fleur contrôlent la morphogénèse. Pour cela, notre projet consiste à identifier parmi une trentaine de facteurs de transcription exprimés dans la fleur, les gènes cibles codant des protéines impliquées dans la paroi et tenter de comprendre comment la régulation de l’expression de ces gènes permet de contrôler les formes florales.

Modélisation de la morphogénèse

Responsable : Annamaria Kiss

Afin de pouvoir modéliser l’émergence de la forme des organes d’une plante, il est primordiale de commencer par l’analyse des données en lien avec la morphogenèse. Pour cela nous développons des outils de segmentation d’images (level set, MARS sur Openalea) et d’analyse de données (plugin MorphoGraphX), et en particulier nous faisons l’analyse quantitative et statistique des images d’organes en développement (feuilles, fleurs, méristemes...) aussi bien au niveau tissulaire qu’au niveau cellulaire. D’autre part, nous étudions des modèles mécaniques des tissues biologiques. L’objectif est d’abord d’inférer sur les propriétés mécaniques à partir d’images, puis en utilisant ces propriétés nous cherchons à reproduire par modélisation l’émergence des formes au niveau tissulaire.

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