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Elasticité des capsides virales et défauts topologiques

Date
mer 30 sep 2020
Horaires

14H00

Intervenant(s)

Soutenance de M. Lucas MENOU sous la direction de M. Martin CASTELNOVO

Langue(s) des interventions

Description générale

Les différentes propriétés des virus en font des objets intéréssants et fascinants. On peut en trouver de différentes structures, avec des méthodes de réplications différentes et ils sont spécifiques à leurs cibles. Ils constituent la plus petite entité auto-assemblée, elle-même encodée par un matériel génétique. Ce génome est protégé par une capside. La capside est le constituant le plus important d’un virus. Son r?le est de protéger le génome viral des agressions extérieures. De fait, elle peut supporter de hautes contraintes mécaniques ou chimiques externes et/ou internes. Cependant, les mécanismes conduisant à leur construction, légiférant leurs formes et qui leur confèrent cette résistance sont toujours assez peu compris. Ces problèmatiques présentent un intérêt majeur car elles ouvrent la porte au développement de nanocages. Ces nanocages inspirées des virus pourraient être particulièrement utiles pour des applications biologiques, en thérapie génique par exemple, ou des applications technologiques, comme la délivrance de médicaments à des cibles spécifiques. Le travail présenté dans cette thèse se propose modestement de contribuer à la compréhension de l’auto-assemblage et de la stabilité virale en utilisant des modèles numériques et analytiques. Les virus sont des échafaudages biologiques auto-assemblés. La structure finale étant nécessairement courbée, la contrainte élastique au cours de l’auto-assemblage due à la-dite courbure est relachée par l’inclusion de défauts topologiques dans le réseau protéique. Dans cette thèse, par l’utilisation de la physique de l’élasticité en milieu continu, on propose un mécanisme pour ce phénomène. En particulier, on montre que le type et la localisation angulaire du défaut à la frontière de l’assemblage sont deux paramètres fixés par la contrainte azimuthale pouvant être compressive ou extensive. Le modèle élastique proposé permet de comparer et d’évaluer l’effet relaxant de différentes distributions de défauts topologiques dans la structure. Par ailleurs, l’évaluation et les tests de stabilité mécaniques des structures virales ont été rendus possible par les expériences de nanoindentation par microscopie à force atomique. En utilisant une simulation numérique de dynamique moléculaire d’une structure virale gros-grains, on construit dans cette thèse un cadre de travail permettant d’aider à l’interprétation des informations mécaniques tirées de ces expériences. Plus spécifiquement, la courbure Gaussienne non-nulle du virus indenté et la géométrie de la pointe utilisée pour l’indentation ont des influences sur la rigidité mécanique effective pouvant être extraite expérimentalement. La coalescence de résultats numériques, théoriques et expérimentaux nous permet de capturer et de rationaliser cette influence. On espère que ce travail pourra être d’intérêt pour des recherches futures portant sur les propriétés mécaniques des virus.

Gratuit
Mots clés
Disciplines
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