stage Jussieu - Biophysique

Ecole Normale Supérieure de Cachan
Département de Biologie
Proposition de Stage M2
Année Universitaire 2014-2015
Ce document est constitué de champs à remplir et de menus déroulants non modifiables
1. Equipe d'Accueil de Master (EAM) :
- Affiliation administrative (CNRS, INSERM…) et numéro d'Unité :UPMC-CNRS UMR8237
- Nom et Prénom du Directeur de l'Unité : Didier Chatenay
- Nom et Prénom du Responsable de l'équipe d'accueil : Jérôme Robert
- Nom de l'équipe d'accueil : Biophysique des microorganismes
- Adresse : UPMC 4 place jussieu 75005 PARIS
- Responsable de l'encadrement : Lydia Robert
- Tél : [phone] Fax :
- Courrier électronique : [email protected]
- Adresse Internet de l'équipe : http://www.labos.upmc.fr/ljp
2. Domaine de recherche
Domaine de recherche (Choisir 2 mots clés dans les menus déroulant)
Biophysique Bactériologie
Si autre, préciser :
3. Thème du stage, titre et Description du sujet (1 page maximum) :
Thème: Cycle cellulaire
Coordination de la croissance et de la division chez la bactérie
La plupart des bactéries se reproduisent par fission binaire : la cellule croit et se
divise en deux cellules de taille identique. Ce cycle de vie très simple repose sur
des mécanismes de contrôle complexes permettant de coordonner croissance,
division et réplication du chromosome. La coordination entre croissance et division
permet à la bactérie de contrôler sa taille, avec une probabilité instantanée de
division qui augmente avec la taille de la cellule. La bactérie doit donc disposer de
mécanismes moléculaires permettant une estimation de sa taille et un transfert de
cette information à la machinerie de division. Le cycle cellulaire des bactéries est
étudié depuis plus d’un demi-siècle et pourtant ces mécanismes moléculaires
restent inconnus. Notre projet vise à les identifier à partir de l'étude de souches
mutantes d' Escherichia coli et Bacillus subtilis, grâce à des expériences de
vidéo-microscopie permettant de suivre la croissance et la division d'un grand

nombre de cellules.
La division cellulaire est assurée par la polymérisation de la protéine FtsZ qui crée
un anneau constricteur de la paroi cellulaire lors de la division (appelé Z ring). Chez
E. coli et B. subtilis, deux mécanismes moléculaires contrôlant la polymérisation de
FtsZ ont été identifiés : le système Min, qui inhibe la formation du Z ring aux pôles
de la cellule, et l’effet de Nucleoid Occlusion (NO), qui inhibe sa formation près du
chromosome. Ces deux systèmes participent à la localisation du Z ring mais leur
rôle dans le déroulement temporel de la division reste flou et le signal qui déclenche
la division n'a pas encore été identifié.
Au cours de ce stage nous chercherons à comprendre et quantifier le rôle des deux
systèmes Min et NO dans le contrôle spatial et temporel de la division, en utilisant
des mutants dans lesquels l’un des deux systèmes est supprimé. On caractérisera
la croissance et la division des mutants de façon quantitative, en particulier on
estimera la distribution de taille à la division et de temps de génération ainsi que
leurs corrélations au sein de lignages cellulaires. Ces résultats pourront être
comparés aux prédictions de différents modèles statistiques et de nouveaux
modèles pourront être développés (dans un cadre déterministe avec des EDP ou
dans un cadre probabiliste à partir de processus auto-régressifs).
Le stage comprendra donc une phase expérimentale de vidéo-microscopie ainsi
qu'une phase plus théorique d'analyse de données/modélisation.
4. Nom et affiliation universitaire du (des) Master(s) associé(s)
5 Publications de l'Equipe d'Accueil de Master (5 parmi les plus significatives, au
cours des 4 dernières années).
1. Robert L., Paul G.,Chen Y.,Taddei F.,Baigl D., Lindner AB (2010) Pre-dispositions
and epigenetic inheritance in the Escherichia coli lactose operon bistable switch
Mol Syst Biol 6: 357-63
2. Wang P.*, Robert L.*, Pelletier J.,Dang W.L., Taddei F.,Wright A., Jun S (2010).
Robust growth of Escherichia coli Curr.Biol. 20(12):1099-103
3. M. Doumic, M. Hoffmann, N. Krell, L. Robert (2014) Statistical Estimation of a
Growth-Fragmentation Model Observed on a Genealogical Tree, accepted in
Bernoulli
4. Robert L, Hoffmann M, Krell N, Aymerich S, Robert J, Doumic M (2014)

Division in Escherichia coli is triggered by a size-sensing rather than a timing
mechanism. BMC Biology 12,17
5. Soifer I., Robert L., Barkai N., Amir A. Single-cell analysis of growth in budding
yeast and bacteria reveals a common size regulation strategy (submitted)
6 Perspectives de thèse ? OUI NON
HDR acquise OUI NON