Thesis (pdf) - Espci

iv Contents
3.2.3 Hard-core repulsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.2.4 Long range interaction - transition to mean field . . . . . . 39
3.2.5 Attractive interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.3.1 Force transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.3.2 Motor efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4 Membrane-cortex interactions: Micropipette experiments
and blebbing cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.2 Modeling cell mechanics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.2.1 Cellular membrane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Energy cost of membrane deformation . . . . . . . . . . . . . . 54
Membrane tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.2.2 Cytoskeletal cortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Maxwell model for actin cortex viscoelasticity . . . . . . . 59
Contractile stress in the cortex. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Cytoskeletal cortex thickness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Mechanical equilibrium of the cell . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.3 Membrane-cortex adhesion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.3.1 Kinetic model for membrane-cortex adhesion . . . . . . . . 67
4.3.2 Micropipette experiments as membrane-cortex
adhesion probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Influence of the link concentration . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Effect of mysoin II activity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Adhesion energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.3.3 Energetic description of a bleb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.4 Dynamical response of a cell to a controlled mechanical
perturbation using a micropipette set up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.4.1 Micropipette experiments as membrane tension and
adhesion probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.4.2 Micropipette static suction pressure . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.4.3 Effect of the loading rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.4.4 Can actin stop a moving membrane? . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.5 Experimental observation of the different regimes . . . . . . . . . . 98
4.5.1 Non equivalence of initial aspiration and retraction . . . 99
4.5.2 Micropipette suction regimes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Saltatory and no cortex regime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Cell oscillations in micropipette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103