Développement de nouveaux outils algorithmiques et technologiques pour l'étude du mouvement des chromosomes dans la levure S. Cerevisiae
Résumé
The development of genetic engineering and fluorescence microscopy of the yeast S. Cerevisiae has recently allowed to investigate the folding and the dynamics of chromosomes in living cells. Chromosome biophysics has now emerged as a new cross-disciplinary field of research, aiming to elucidate the function of chromosomes with physical models. Our goal was to set up original tools to monitor chromosome dynamics in living cells. This research involves the development of high speed live cell fluorescence microscopy assays, automated tracking and image analysis softwares, and analytical models of experimental measurements. We demonstrate the successfull optimization of our data acquisition process flow with novel hardware and software developments, and provide a new model of the dynamics chromosome in living Saccharomyces Cerevisiae.
Le développement des techniques d'ingénierie génétique et celles d'imagerie en microscopie de fluorescence ont ouvert la voie à l'étude du mouvement et de la structure des chromosome dans les cellules vivantes. Depuis quelques années, l'avènement de ces outils a fait naître une biophysique du noyau, dont l'objectif est de comprendre avec des modèles physiques comment s'organise le génome dans une cellule et comment il se réorganise sous l'effet de stimuli biologiques ou chimiques. L'objectif de mon travail de thèse a consisté à développer des outils permettant de mesurer précisément les déplacements des chromosomes dans les cellules vivantes, d'automatiser le processus de traitement des données et de développer des modèles quantitatifs d'analyse des données expérimentales. Dans ce travail de thèse pluridisciplinaire, nous avons à la fois optimisé une chaîne d'acquisition de microscopie de fluorescence afin de maximiser la qualité de films de levures vivantes, réalisé un algorithme de suivi de particules et de reconnaissance de forme dédiés à la levure, ainsi que des outils de traitement automatisés des trajectoires pour systématiser le processus de traitement des données. Ces méthodes ont permis de construire des modèles originaux de structure et de dynamique des chromosomes in vivo chez la levure saccharomyces cerevisiae.
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