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Jacques Pécréaux. (Thomas M. Terry) Rappels sur la physique des membranes Reconnaissance de contours Résultats Validation sur les vésicules passives.

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1 Jacques Pécréaux

2 (Thomas M. Terry)

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4 Rappels sur la physique des membranes Reconnaissance de contours Résultats Validation sur les vésicules passives Résultat membranes actives Conclusion

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6 Canham, P. B. (1970). J. Theor. Biol. 26: 61-81, Helfrich, W. (1973). Z. Naturforsch. C 28: x y z L= q

7 Helfrich, W. et al. (1984). Il Nuovo Cimento 3D(1): module de rigidité de courbure tension

8 Ramaswamy, S. et al. (2000). Physical Review Letters 84(15): ~ ~ ),(),( 42 qq kT tqutqu e e ~ ~ 2

9 ) ~ ~ )( ~ ( ~ ~ ),(),( qq wPwPkT qq tqutqu e aa e wP wP wP a a a e ~ ~ ~ 2 w ww FP w ww FP aa aa ) ~ ~ )( ~ ( ~ ~ ),(),( qq wPwPkT qq tqutqu e aa e wP wP wP a a a e ~ ~ ~ 2 w ww FP w ww FP aa aa wP wP wP a a a e ~ ~ ~ 2 w ww FP w ww FP aa aa Manneville, J.-B. et al. (2001). Physical Review E 64(2): Prost, J. et al. Europhysics Letters 33(4):

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11 Bicouche lipidique (EPC) Vésicule Géante m BR Rouge passive Jaune active H+H+ Luecke, H. et al. (1999). Science 286: Pompe à protons photoactivable (abs. max = 570 nm) Pompage de H + (cycle 5ms) vert pompage rouge pas de pompage

12 RvRv 2R p L P DIC Excès daire du aux fluctuations A A p Activité Amplification des fluctuations ln 8 kT eff TT eff 85.1:exp ~ 1 ~ ~ 2 2 wPwP T T aa e eff 27,1: T T theor eff ln 8 kT eff ln 8 kT eff TT eff 85.1:exp Manneville, J.-B. et al. (2001). Physical Review E 64(2): Pa estimé ~ 4 × J

13 Mesure de la température effective seulement Pertubent le système

14 10 -9 N/m P a 4× J.m 3× × × × ×10 16 m × × × ×10 14

15 Mesure dun spectre de fluctuations jusquà grands vecteurs donde Qui sapplique loin de la forme sphérique Résultats interprétables avec une théorie en membrane plane

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17 Mitov, M. D. et al. (1992). Advances in Supramolecular Chemistry. Gokel. Greenwich (Connecticut), Jai Press. 2: Permet daccéder à un spectre de fluctuation Analyse assez fine Ne sapplique quaux objets sphériques Nécessite une théorie en harmoniques sphériques

18 Döbereiner, H.-G. et al. (1997). Physical Review E 55: Wilson, T. et al. (1981). Optik 59(1): Permet la reconnaissance de formes non sphériques, et leur analyse Limitée aux petits vecteurs donde, pas réellement de mesure du spectre

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20 Pécréaux, J. et al. (2004). European Physical Journal E (accepted).

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24

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26 Passage des séries de Fourier aux transformées de Fourier

27 Helfrich, W. and R.-M. Servuss (1984). Il Nuovo Cimento 3D(1): Pour une membrane plane à 3D Pour la coupe dune Membrane plane

28 avec On ne peut pas négliger leffet du temps dintégration

29 Négligeable pour Henriksen, J. R. et al. (2002). European Physical Journal E 9:

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31 La mesure dun spectre de fluctuation jusquà de grands modes (n=35) par rapport aux techniques précédentes (n=10- 15) Lutilisation dune description théorique en membrane plane (et donc en transformée de Fourier) La prise en compte de lintégration en temps Une mesure non intrusive du spectre de fluctuations

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33 Valider notre méthode de mesure du spectre de fluctuations en retrouvant des valeurs raisonnables des paramètres physiques des vésicules Développement de lanalyse spécifique Réalisation dexpériences sur EPC, SOPC, et SOPC:CHOL

34 SOPC

35 Lipide Module de Courbure Déviation Standard Valeurs Publiées du module de rigidité de courbure EPC Méléard, P. et al. (1998). Biochimie 80: Duwe, H.-P. et al. (1990). Journal de Physique France 51: Kummrow, M. e al. (1991). Physical Review A 44(12): SOPC Méléard, P. et al. (1998). Bioch. 80: Döbereiner, H.-G. et al. (2003). PRL 91(4): Evans, E. et al. (1990). Physical Review Letters 64(17): SOPC:CHOL 1: Evans, E. et al. (1990). Physical Review Letters 64(17):

36 Notre méthode permet une réelle mesure du spectre de fluctuations et permet pour la première fois un fit du spectre Bon accord entre nos résultats et les valeurs des modules de rigidité de courbure trouvés par dautres auteurs Valeurs de la tension raisonnables

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38 Mesurer leffet de lactivité hors équilibre de pompe Sur les fluctuations de la vésicule ? Théorie : amplification des fluctuations et un nouveau spectre de fluctuations Manneville, J.-B. et al. (2001). PRE 64(2): Prost, J. et al. (1996). EPL 33(4): Experience : Préparer un système contrôlé de vésicules actives et effectuer la mesure du spectre de fluctuations

39 Solution de lipides et de BR en éther Girard, P., J. Pécréaux, et al. (2004). Biophys. J. (submitted) nm H+H+

40 SOPC Fit membrane lipidique SOPC/BR=230 Fit membrane passive SOPC/BR=1150 Fit membrane passive

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42 SOPC/BR=230 FCCP

43 On detecte leffet de la présence de la protéine passive. On est capable de détecter lactivité de la protéine à partir dune modification du spectre Le modèle théorique est insuffisant pour rendre compte des observations Différences avec les observations de J-B Manneville Mener des expériences complémentaires Développements théoriques en vue de comprendre les mesures sur les membranes actives Mesure avec dautres pompes

44 Collaboration avec J. Solon Mise en évidence dune tension négative

45 Mesure du spectre de fluctuation à la fois précise et rapide, validée par des mesures sur des membranes passives Mesure de spectres de membranes hors-équilibre moyennés sur des temps longs Mesure de phénomènes à dynamique rapide Reconstitution de la BR en liposomes géants par une méthode générale Gamme de tensions accessibles ( N/m) Limite en vecteur donde q<4 × 10 6 m -1 Mesures en diffusion de lumière pour accéder à des vecteurs donde plus grands

46 La Protéine, reconstitution en petits liposomes et test, marquage FITC J.-L. Rigaud D. Levy P. Girard Travaux théoriques sous-tendant cette étude J. Prost J.-F. Joanny D. Lacoste (PCT, ESPCI) Bases sur la reconnaissance et lanalyse de Contours H.-G. Döbereiner (Golm, Germany) Expériences de Micropipettes J.-B. Manneville

47 Jacques Pécréaux

48 Collaboration avec J. Solon


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