Embryonic patterning of the avian skin : mathematical modelling of embryonic dynamics

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Formation des motifs cutanés aviaires : modélisation mathématique de dynamiques embryonnaires Depuis la publication par Alan Turing de son article ‘The Chemical Basis of Morphogenesis” en 1952, une révolution moléculaire a eu lieu en biologie et les mathématiciens ont fourni un nombre croissant de cadres théoriques afin de modéliser des motifs observés dans la nature. Cette thèse a pour objectif d’unifier les récentes découvertes dans ces deux domaines en proposant un cadre théorique et des schémas de développement pour l’émergence des motifs cutanés aviaires par l’étude de la dynamique de formation du plumage dorsal. J'ai caractérisé l'apparition des primordiums de plumes dans le dos de plusieurs espèces d'oiseaux : poulets, cailles, faisans, diamants mandarins, émeus et manchots. Chez les quatre premières espèces, la peau est structurée de manière reproductible : de minces domaines de compétence longitudinaux, marqués par la bêta-caténine, déclenchent une vague de rangées formant des plumes qui se propagent latéralement. Le processus est très différent chez les émeus et manchots: les plumes s'individualisent dans des domaines compétents et apparaissent rapidement sur toute la peau, de manière régulière ou irrégulière. J'ai ensuite reproduit les attributs de cette dynamique avec un modèle unifié de réaction-diffusion-chimiotactisme, avec un terme de prolifération logistique. En ajustant les conditions initiales, ce modèle récapitule les différentes dynamiques de patterning observées, et prédit que la prolifération cellulaire contrôle la synchronisation du processus de configuration. Ce modèle étude ouvre des perspectives concernant l'évolution des motifs cutanés et discute les origines de propriétés de ces motifs tels que leur régularité et leur directionalité.