Modélisation de la dynamique des corps lipidiques chez Arabidopsis thaliana

The aim of the PhD project is to dissect the mechanisms involved in the phenotype of lipid droplets both at the cellular level and the seed level. Studying a model of a lipid droplet embedded in the leaflets of a lipid bilayer reveals the existence of a critical volume at which the shape of the droplet breaks from a symmetrical elongated lens to a spherical protrusion. This budding mechanisms provides new insights in the formation of lipid droplets. Segmentation and tracking of lipid droplets from timelapse confocal microscopy images allows the detection of lipid droplets fusion events. A method based on the conservation of volume during the fusion event is developed and applied to detect fusion events for several embryos of A. thaliana. A model of the coalescence of lipid droplets during the development of early A. thaliana embryos is developed. The fusion rate is estimated and compared in different wild type and mutant embryos. The estimation is based on lipid droplets volumes measured from images at different stages of the development of the embryos.L'objectif du projet de thèse est de décortiquer les mécanismes responsables du phénotype des corps lipidiques à l'échelle cellulaire et à l'échelle de la graine. Dans un premier temps, l'étude d'un modèle de la forme de gouttes lipidiques situées entre les deux feuillets d'une bicouche lipidique révèle l'existence d'un volume critique au delà duquel une transition spontanée d'une forme symétrique allongée vers une forme sphérique a lieu. Une étude de ce mécanisme de bourgeonnement est donnée et apporte un éclairage sur la formation des corps lipidiques. La segmentation de corps lipidiques dans des images de microscopie confocale et leur suivi temporel permet de détecter des événements de fusion entre corps lipidiques. Une méthode basée sur l'hypothèse de conservation du volume permet de détecter ces événements à partir des mesures de volumes des corps lipidiques le long des trajectoires pour plusieurs embryons d'A. thaliana. Enfin, un modèle de coalescence des corps lipidiques au cours du développement de jeunes embyrons d'A. thaliana est développé. Les taux de fusion de ce modèle sont estimés et comparés pour plusieurs embryons, sauvage et mutants d'oléosines, à partir de mesures de volumes de corps lipidiques issues d'images à plusieurs stades de développement