Laboratoire de Physique Théorique
Toulouse - UMR 5152

Le développement des organismes multicellulaires repose sur des réseaux génétiques et moléculaires complexes, dont le comportement résiste à une interprétation intuitive et à une analyse systématique. La théorie des systèmes dynamiques suggère qu’il est possible de caractériser les traits essentiels de ce comportement de manière géométrique, en faisant abstraction des détails de l’architecture moléculaire sous-jacente. Le développement de la vulve du nématode C. elegans est un exemple classique de la spécification de différentes « identités cellulaires » par deux signaux moléculaires. Un modèle géométrique minimal permet d’expliquer l’effet de mutations connues affectant ces signaux, et prédit des interactions fortes et parfois contre-intuitives lorsque deux mutations sont introduites chez un même animal. En outre, il permet de distinguer des sources intrinsèques et extrinsèques de variation dans les expériences où le devenir d’une cellule diffère d’un animal à l’autre. Cette approche géométrique, qui pourrait aisément être transposée à d’autres systèmes, permet d’aborder l’étude des voies de développement et de leur évolution à l’échelle du phénotype (des caractères observables), complémentaire d’une description mécaniste à l’échelle moléculaire.