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| Detailed view | PhD thesis |
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| Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc (19/12/2005), Christophe Godin (Dir.) |
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| Attached file list to this document: | |||||
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| Vers un modèle dynamique du méristème apical caulinaire d'Arabidopsis thaliana |
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| Pierre Barbier De Reuille1 |
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| L'affluence des résultats de la biologie "à grande échelle" permet d'envisager une nouvelle approche de la biologie du développement fondée sur une modélisation à l'échelle cellulaire. Aujourd'hui, l'organisation génétique et les mécanismes d'action de ces gènes sur les processus de morphogénèse commencent à être analysables. Dans ce contexte, il devient envisageable de comprendre comment l'architecture des plantes peut être modulée par ces mécanismes aux échelles moléculaire et cellulaire. Dans une première partie de ce travail, des outils de digitalisation et d'analyse de tissus cellulaires et de leur évolution dans le temps ont été développés. Dans ce cadre, nous avons mis en place une chaîne de traitement, partant d'images issues d'un protocole d'observation basé sur la microscopie confocale et allant jusqu'à l'analyse quantitative de caractères morphologiques et leur évolution au cours du temps. Ensuite, nous avons créé un premier modèle de la croissance du méristème apical caulinaire (une population de cellules souches chez les plantes) dans le but de comprendre le déterminisme du positionnement des organes latéraux de la plante. Pour rendre compte des connaissances biologiques existante, notre modèle a été développé à l'échelle de l'organe et inclus la simulation pour chaque cellule de son état génétique, de son état physiologique et de sa croissance, et la simulation des flux d'hormones entre les cellules. Ce modèle nous a permis de prédire et d'analyser les accumulations d'hormones dans des méristèmes digitalisés. Ces études nous ont conduits à développer un modèle dynamique de fonctionnement du méristème capable de faire émerger des motifs phyllotaxiques sur la base d'une croissance cellulaire et d'une interaction cellule à cellule. Tous les outils informatiques développés au cours de cette thèse ont été intégrés dans une plate-forme logicielle multi-langages. Cette plate-forme a notamment permis de tester des techniques de développement liés à l'intégration de langages compilés et de langages interprétés dans le cadre de l'étude de la morphogénèse. |
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| 1: | AMAP - BotAnique et BioinforMatique de l'Architecture des Plantes |
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| Auxine – Modèle de transport – Systèmes dynamiques – Reconstruction 3D – Imagerie – Plate-forme logiciel – Lignation cellulaire – Phyllotaxie |
| Toward a dynamic model of the shoot apical meristem of Arabidopsis thaliana |
| The huge quantity of data generated by the "large scale" biology allows for a new approach of developmental biology: an approach based on modeling at a cellular level. Nowadays, genetic patterns and genetics pathways involved in morphogenesis begin to be analyzable. In that context, it becomes possible to understand how the plants architecture may be influenced by these cellular or molecular scale mechanisms. In a first part of this work, tools dedicated to digitization and analysis of cellular tissues and their evolution through time were developed. We set up a software chain for quantitative analysis of morphological characteristics of plant tissues through time, starting from images created using an acquisition protocol based on confocal microscopy. Then, we developed a first growth model of the shoot apical meristem (a population of stem cells in the plants) to study the initiation of lateral organs. To account for existing biological knowledge, our model was developed at organ scale. The genetic state, the physiological state and the growth of each cell are simulated together with hormones fluxes between cells. This model allowed for prediction and analysis of accumulation zones of hormones in digitized meristems. Thanks to these studies, we were able to develop a dynamic model of the meristem from which phyllotactic patterns emerge from cell growth and cell-cell interactions. All the computer tools developed during this PhD have been integrated into a multi-language software platform. In particular, this platform was used to test different software development techniques involved in the integration of compiled and interpreted languages in the context of morphogenesis study. |
| tel-00011669, version 1 | |
| http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011669 | |
| oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00011669 | |
| From: Yannick Brohard | |
| Submitted on: Wednesday, 22 February 2006 16:02:01 | |
| Updated on: Thursday, 23 February 2006 16:20:33 | |
