Séminaires Matière Molle et Complexe


Séminaire MMC: Antoine Bérut « Gravisensing in plant cells is controlled by an active granular material »

DATE :  vendredi 12 mai 2017 à 11h salle 120

« Plants are able to sense gravity, so that the roots grow downward and the shoots upward. This gravitropism has been widely studied by biologists, and the commonly accepted hypothesis states that the gravity detection is mediated by the movement of starch-accumulating amyloplasts (statoliths), that sediment toward gravity in gravity sensing cells (statocytes), as show in figure a.
By performing microscopic observations of statocytes in wheat coleoptiles cuts, we have shown that a pile of statoliths flows easily, even in response to small inclination angles, contrary to what is expected for a classical granular material. This flowability ensures a high sensitivy for gravity detection, and might be explained by the agitation that statoliths undergo in plant cells. To identify the origin of the observed agitation, we have used a “biomimetic” microfluidic chambers filled with silica micro-particles of same dimension than statoliths in plant cells, but only submitted to thermal agitation (shown in figure b). The direct comparison of avalanche dynamics in the biological and physical systems suggests that the high flowability of statoliths cannot be explained by thermal motion, but is rather due to biological activity in plant cells such as cytoskeleton activity. This obervation is also supported by the difference between single trajectories of statoliths and silica particles at the top of a pile at rest: the amplitude of statoliths motion in wheat cell exceed by a factor ∼10 those of an inert particle of the same weight. Therefore gravisensing in plant cells relies on an active granular material. »

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Séminaire MMC : Julien Husson « Single-cell leukocyte mechanics: force generation, viscoelasticity, and rupture mechanics « 

DATE : Vendredi 28 Avril 2017 à 11h00 en salle 120

Julien Husson
Hydrodynamics laboratory (LadHyX), Ecole polytechnique, CNRS UMR 7646, Palaiseau, France
https://cellmechanics.jimdo.com/

Résumé :
Leukocytes are very soft cells that perform many diverse functions: they adhere, crawl, transmigrate, kill, phagocytose or interact with other cells. During their activation, leukocytes both generate mechanical forces and change their viscoelastic properties (i.e. they stiffen/soften, get more or less viscous). We have developed micropipette-based setups to quantify single-leukocyte mechanical properties and monitor them over time while a leukocytes gets activated by a relevant stimulus. We further quantify rupture properties of cell membrane, as these help us better understand cell structure and dynamics.

We use this approach in diverse contexts involving leukocytes: activation of T lymphocytes, phagocytosis of a target by a neutrophil, or transmigration of a lymphoblast across an endothelial monolayer. We perform microrheology experiments with a profile microindentation setup1,2, measure forces generated by T lymphocytes3,4, characterize cell-substrate adhesion5 or establish a rupture criteria for membrane rupture2,6(Figure 1). These mechanical measurements shed a new light on how cell mechanical properties evolve over a short period of time (seconds), how they adapt to the stiffness of their environment, and how intracellular signaling is involved.

 

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Séminaire MMC : Marie-Caroline Jullien « Effets du confinement micrométrique sur des systèmes diphasiques »

DATE :  vendredi 31/03 à 11:00, en salle 120 du bâtiment 11E.

Intervenante : Marie-Caroline Jullien, du Laboratoire de Microfluidique à l’Institut Pierre-Gilles de Gennes de l’ESPCI.

« La microfluidique a connu ces dernières années un essor important à la fois dans des perspectives de fournir des systèmes pour le diagnostic médical, mais également d’un point de vue fondamental sur la compréhension des mécanismes physiques intervenant à ces échelles. Nous verrons à travers deux exemples, que le confinement peut jouer un rôle important dans les systèmes dipasiques (bulles, gouttes, mousses) et doit être pris en compte dans les modèles. Dans une première étude, nous nous sommes intéressés aux mécanismes de dissipation, lors de la migration d’une goutte confinée, par la mesure topographique du film de lubrification séparant la goutte et le substrat (figure). Aux faibles vitesses, les interactions moléculaires entre interfaces entrent en jeu montrant que les lois classiques type Bretherton doivent être amendées. Dans un second cas nous verrons qu’il est possible de contrôler le drainage d’une mousse 2D en utilisant un pompage Marangoni antagoniste à la gravité. Ces expériences permettent d’envisager la fabrication de matériaux cellulaires contrôlés (matériaux catalytiques, phononiques…). »

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Séminaire MMC : Alesya Mikhailovskaya / « Solid-like matter in foams »

DATE : Vendredi 10 Mars 2017 à 11h en salle 120 – Bat 11E

Intervenant : Alesya Mikhailovskaya

Foams are found in a wide variety of applications in industry and personal life, such as firefighting, enhanced oil recovery, mineral flotation, food processing, and personal care products. In some of these applications good foam stability is extremely important. All foams are thermodynamically unstable and are destined to disappear. To prolong their life, various types of stabilizing agents are usually used, such as surfactants, polymers, proteins, or particles. These stabilizing agents adsorb onto the surfaces of the bubbles and slow down the different mechanisms by which foams age: drainage, coalescence, and coarsening. We’ll consider another approach of foam stability improvement by introducing solid matter in its structure both at the surface of the bubbles (with its solidification) and in the continuous phase (with its gelification).

 

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Séminaire MMC : Camille DUPRAT « De la suspension au textile: interactions fluide-structure à bas nombre de Reynolds »

DATE : Vendredi 3 Mars 2017 à 11h00
              Salle 120 – Bât 11E

Intervenante :  Camille Duprat LadHyX – CNRS – Ecole Polytechnique
(http://www.ladhyx.polytechnique.fr)

Certains textiles non-tissés, comme le papier, sont fabriqués à partir d’une suspension de fibres mise en écoulement dont on draine ensuite le liquide; les fibres vont alors s’assembler, se lier pour former le textile final. Dans un premier temps, je présenterai une expérience modèle sur le transport de fibres flexibles par un écoulement, et montrerai comment la déformation induite par l’écoulement affecte la trajectoire des filaments et donc leurs orientations, dont dépend la structure finale du textile. Lors du séchage de la suspension, de nombreuses interfaces air-liquide apparaissent. Les forces associées à ces interfaces peuvent déformer localement les fibres et les mettre en contact, ce qui permet d’assurer la cohésion finale du textile. Je présenterai une deuxième expérience sur un système modèle afin de comprendre l’effet de la flexibilité sur l’adhésion capillaire entre deux fibres. Je présenterai finalement nos résultats sur la collecte de gouttes d’aérosol par un filtre fibré, ainsi que les installations artistiques que nous avons créées à partir de ces résultats.

 

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Séminaire MMC Loren Jørgensen : « Mouillage des fluides à seuil »

DATE : vendredi 10/02 à 11:00 en salle 120 du 11E
Intervenant : Loren Jørgensen, de l’IUSTI, Marseille,

Les phénomènes de mouillage et la rhéologie des fluides à seuil sont deux domaines de la physique des matériaux mous dans lesquels de grandes avancées ont été faites lors des derniers siècles. De plus ces questions sont d’une grande importance au niveau des applications industrielles, ce qui contribue à leur dynamisme. En revanche, le mouillage des fluides à seuil a été peu étudié, alors que c’est une situation fréquente. En effet, presque tous les fluides rencontrés dans l’industrie et la vie quotidienne sont des fluides à seuil. D’autre part, la connaissance des propriétés de mouillage est cruciale car la plupart des processus font intervenir des interfaces. La difficulté réside dans le caractère fondamentalement hors-équilibre des fluides à seuil, alors que les lois de la capillarité sont valables à l’équilibre.

Je présenterai deux expériences classiques, réalisées avec un fluide à seuil typique (carbopol). La première expérience consiste à mesurer la force d’adhésion d’un pont capillaire, comparée au cas des fluides simples. Les résultats montrent comment la tension de surface apparente est affectée par le seuil. Ils soulignent aussi l’importance de l’histoire de la déformation et de l’élasticité du fluide. La seconde expérience porte sur l’étalement de gouttes sur une surface solide, classiquement décrit par un régime inertiel aux temps courts et la loi de Tanner aux temps longs. On montre ici que la dynamique aux temps courts est influencée par la viscoélasticité, et que l’état final est déterminé par le seuil plus que par la loi d’Young-Dupré.

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Séminaire département MMC : Jean-baptiste SALMON (laboratoire du futur, Bordeaux)

DATE : 03 février 2017
Salle 120 – IPR

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Séminaire MMC : J.B. Salmon / Séchage de gouttes de fluides complexes en géométrie confinée

DATE : 3 février 2017 à 11h00 en salle 120 Bât. 11E.

Jean-Baptiste SALMON,
LOF, UMR 5258 CNRS/Solvay/Université de Bordeaux

Nous avons développé une méthode simple pour explorer de manière hors-équilibre le diagramme des phases d’un fluide complexe : l’observation du séchage d’une goutte confinée entre deux plaques de verre (Fig.) J’illustrerai grâce à deux exemples (une solution de copolymères à bloc [1] et une dispersion colloïdale chargée [2]) comment cette méthode permet d’identifier quantitativement plusieurs informations : diagramme des phases, activité de la solution et coefficient de diffusion collectif. Cette géométrie permet aussi de mettre en évidence un régime particulier de convection naturelle, où la convection induit un écoulement qui ne perturbe en rien le gradient de densité qui la produit [3].

[1] Confined drying of a complex fluid drop: phase diagram, activity, and mutual diffusion coefficient, L. Daubersies, J. Leng, and J.-B. Salmon, Soft Matter 8, 5923 (2012)

[2] Confined drying of a complex fluid drop: phase diagram, activity, and mutual diffusion coefficient, C. Loussert, A. Bouchaudy, and J.-B. Salmon, Phys. Rev. Fluids 8, 084201 (2016)

[3] Solutal convection in confined geometries: enhancement of colloidal transport, B. Selva, L. Daubersies, and J.-B. Salmon, Phys. Rev. Lett. 108, 198303 (2012)

Fig: Vision schématique de la goutte confinée

(diamètre » 2 mm, diamètre des plaques » 8 cm)

 

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Séminaire département MMC : Mathieu PINOT (IGDR)

DATE : 20 janvier 2017
salle 120 – IPR

 

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Séminaire MMC : Role of mechanical tensile forces in cell fate acquisition

DATE : Vendredi 20 Janvier 2017, 11h
               Salle 120, Bat.11E

Intervenants : Mathieu Pinot, Marion Daudé, Karen Bellec, Roland Le Borgne
Institute of Genetics and Development of Rennes, CNRS UMR 6290, team ‘Epithelia Dynamics and Mechanics- polarity, division and fate acquisition’.

During the development, epithelial tissues must grow or regenerate to maintain their integrity. This is achieved thanks to epithelial cell division that lead to a new interface between daughter cells. The formation of these new interfaces is controlled by tension forces generated by the intracellular acto-myosin network and transmitted by adherens junctions composed of E-Cadherin. Moreover, epithelia are mosaics tissues composed cells of distinct identities exhibiting different bio-mechanical properties and fulfilling the functions of a given epithelium. However, the interplay between mechanical tensile forces and acquisition of cellular identity remains unknown.
We used dorsal thorax of Drosophila pupae that consists in a single-layered neuroepithelium that produces epidermal cells that divide symmetrically and sensory organ precursor cells that divide asymmetrically to generate an anterior pIIb and a posterior pIIa daughter cell. The acquisition of cell identity is controlled through the differential activation of Notch by the ligand Delta present on the surface of adjacent cells. It has been proposed that the sorting of Notch receptor and ligand Delta along the apical-basal axis of epithelial cells during cytokinesis is a mechanism for controlling the activation of the pathway. In particular our previous studies led to the proposal that Delta/Notch interaction is localized at the level of adherens junctions where mechanical tensile forces occur.
To investigate the interplay between Notch activation pathway and mechanical forces, we used laser nano-dissection to ablate new formed adherens junctions and we measured the resulting relaxation of the network to evaluate the local ‘tension’ properties. We observed a progressive acquisition of tensile forces during cytokinesis, corresponding to a switch from a ‘low’ to a ‘high’ tense interface. Measurements performed on junction resulting of symmetric division present a ‘high-tense’ behaviour whereas pIIa/pIIb interface resulting of asymmetric division present a ‘low-tense’ behaviour. We are focusing on the role of regulators of membrane traffic, cell polarity, acto-myosin contractility, to isolate the molecular mechanisms and associated mechanical properties related to Notch activation pathway. Our study aims to investigate the interplay between mechanical properties of interfaces and acquisition of cellular identity.

 

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