Descriptif
Le fonctionnement de nombreux processus physiologiques essentiels, tels que la contraction musculaire et la motilité cellulaire, repose principalement sur des mécanismes à l’échelle nanométrique impliquant des interactions entre protéines. À ces échelles, l’effet des fluctuations thermiques ne peut pas être négligé ; par conséquent, la modélisation de ces processus nécessite des outils issus de la mécanique statistique. L’objectif de ce cours est de présenter ces outils à travers la modélisation de composants essentiels au fonctionnement et à la motilité des cellules. Le cours alterne entre des cours magistraux et des travaux dirigés, avec quelques séances de travaux pratiques numériques. Après une introduction générale au fonctionnement cellulaire et à la motilité cellulaire, nous introduirons les bases de la mécanique statistique, qui nous permettront de quantifier des processus physiques importants aux petites échelles, tels que la diffusion, les forces stochastiques, etc. Nous aborderons également la physique des polymères et des membranes, nécessaire pour comprendre les déformations en jeu dans une cellule. Après avoir décrit la motilité cellulaire — adhésion cellulaire, contractilité des moteurs moléculaires, croissance du réseau d’actine —, nous prendrons du recul afin de décrire le comportement des tissus à des échelles plus grandes. L’évaluation finale repose sur un examen écrit et sur une présentation orale d’un article.Objectifs pédagogiques
À la fin du cours, les étudiants devront être capables de comprendre les concepts de base de la mécanique statistique — diffusion, forces stochastiques, fonction de partition, forces entropiques —, de formuler et de simuler des modèles simples — marches aléatoires, équations aux dérivées partielles — et de décrire les résultats associés. Ils devront également être capables de lire de manière critique un article scientifique portant sur la biophysique cellulaire ou subcellulaire faisant intervenir la mécanique statistique, en particulier dans le domaine de la motilité cellulaire.
32 heures en présentiel
