Optimal search strategies and intermittent random walk : from restriction enzymes to the albatross flight

Résumé : Cette thèse concerne les stratégies de recherches de cible dites intermittentes, qui alternent des phases lentes permettant la détection de la cible, et des phases rapides sans détection. Un exemple à l'échelle macroscopique est celui d'animaux en quête de nourriture. Nous en proposons un modèle, alternatif aux célèbres stratégies de Lévy, et montrons analytiquement que le temps moyen de recherche peut être minimisé en fonction des durées moyennes de chaque phase. Un premier exemple à l'échelle microscopique est celui de la recherche par des protéines de cibles sur l'ADN. Nous calculons analytiquement la distribution de la distance parcourue le long de l'ADN lors d'une excursion 3D, l'adaptons à une expérience de molécule unique et montrons que les trajectoires observées combinent des diffusions 1D et 3D. Un autre exemple cellulaire concerne le transport actif de vésicules, qui diffusent ou se lient à des moteurs assurant un déplacement balistique. Nous optimisons la constante cinétique dans un modèle général de réaction limitée par ce type de transport. Finalement, ces stratégies intermittentes pourraient constituer un mécanisme de recherche générique. Nous étudions de manière systématique l'influence de la modélisation de la phase de détection et de la dimension de l'espace, et montrons que l'optimalité des stratégies intermittentes est un résultat robuste.
Type de document :
Thèse
Biological Physics [physics.bio-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. English


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Contributeur : Claude Loverdo <>
Soumis le : vendredi 8 janvier 2010 - 16:10:32
Dernière modification le : mardi 8 décembre 2015 - 01:01:44
Document(s) archivé(s) le : jeudi 17 juin 2010 - 20:49:44

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Claude Loverdo. Optimal search strategies and intermittent random walk : from restriction enzymes to the albatross flight. Biological Physics [physics.bio-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. English. <tel-00445482>

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