Actin polymerization or myosin contraction: two ways to build up cortical tension for symmetry breaking

International audienceCells use complex biochemical pathways to drive shape changes for polarization and movement. One of these pathways is the self-assembly of actin filaments and myosin motors that together produce the forces and tensions that drive cell shape changes. Whereas the role of actin and myosin motors in cell polarization is clear, the exact mechanism of how the cortex, a thin shell of actin that is underneath the plasma membrane, can drive cell shape changes is still an open question. Here, we address this issue using biomimetic systems: the actin cortex is reconstituted on liposome membranes, in an 'outside geometry'. The actin shell is either grown from an activator of actin polymeriz-ation immobilized at the membrane by a biotin–streptavidin link, or built by simple adsorption of biotinylated actin filaments to the membrane, in the presence or absence of myosin motors. We show that tension in the actin network can be induced either by active actin polymerization on the membrane via the Arp2/3 complex or by myosin II filament pulling activity. Symmetry breaking and spontaneous polarization occur above a critical tension that opens up a crack in the actin shell. We show that this critical tension is reached by growing branched networks, nucleated by the Arp2/3 complex, in a concentration window of capping protein that limits actin filament growth and by a sufficient number of motors that pull on actin filaments. Our study provides the groundwork to understanding the physical mechanisms at work during polarization prior to cell shape modifications

Rapid adaptation of endocytosis, exocytosis, and eisosomes after an acute increase in membrane tension in yeast cells.

During clathrin-mediated endocytosis (CME) in eukaryotes, actin assembly is required to overcome large membrane tension and turgor pressure. However, the molecular mechanisms by which the actin machinery adapts to varying membrane tension remain unknown. In addition, how cells reduce their membrane tension when they are challenged by hypotonic shocks remains unclear. We used quantitative microscopy to demonstrate that cells rapidly reduce their membrane tension using three parallel mechanisms. In addition to using their cell wall for mechanical protection, yeast cells disassemble eisosomes to buffer moderate changes in membrane tension on a minute time scale. Meanwhile, a temporary reduction in the rate of endocytosis for 2-6 min and an increase in the rate of exocytosis for at least 5 min allow cells to add large pools of membrane to the plasma membrane. We built on these results to submit the cells to abrupt increases in membrane tension and determine that the endocytic actin machinery of fission yeast cells rapidly adapts to perform CME. Our study sheds light on the tight connection between membrane tension regulation, endocytosis, and exocytosis

Control of nuclear size by osmotic forces in Schizosaccharomyces pombe.

The size of the nucleus scales robustly with cell size so that the nuclear-to-cell volume ratio (N/C ratio) is maintained during cell growth in many cell types. The mechanism responsible for this scaling remains mysterious. Previous studies have established that the N/C ratio is not determined by DNA amount but is instead influenced by factors such as nuclear envelope mechanics and nuclear transport. Here, we developed a quantitative model for nuclear size control based upon colloid osmotic pressure and tested key predictions in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. This model posits that the N/C ratio is determined by the numbers of macromolecules in the nucleoplasm and cytoplasm. Osmotic shift experiments showed that the fission yeast nucleus behaves as an ideal osmometer whose volume is primarily dictated by osmotic forces. Inhibition of nuclear export caused accumulation of macromolecules in the nucleoplasm, leading to nuclear swelling. We further demonstrated that the N/C ratio is maintained by a homeostasis mechanism based upon synthesis of macromolecules during growth. These studies demonstrate the functions of colloid osmotic pressure in intracellular organization and size control

Le village de Sannerville "Lirose" . Fin de la période gauloise au VIIe siècle après J.-C.

International audienceCinq interventions en fouille programmée ont permis de mettre au jour l'intégralité d'une petite nécropole utilisée aux VIe et VIIe siècles, des éléments du village en liaison avec la nécropole, mais aussi deux habitations datant de la fin du Ier siècle av. J.-C. et les vestiges de plusieurs bâtiments gallo-romains.La micro-toponymie et l'étude des textes médiévaux soulignent une activité liée à l'exploitation du sel ; le «Chemin Saulnier » qui traverse les communes de Touffréville, Sannerville, Banneville-laCampagne est mentionné dans les textes des XIIIe, XIVe et XVe siècles. Le nom même de Sannerville, villa du saulnier, a conservé le souvenir de cette activité. L'étude de la nécropole du Haut Moyen Age indique la présence de quelques familles (5 ou 7), regroupées dans un petit hameau aux habitations dispersées. La fréquence, la répétition et la proximité de certains caractères discrets suggèrent des liens de parenté assez étroits. Il faut signaler un nombre important de porteurs d'armes à l'intérieur de la communauté (23 pour 121 sépultures) qui fait penser à un groupe militarisé, chargé peut-être, de contrôler l'exploitation du sel et de surveiller la côte toute proche. Plusieurs objets (fibules, plaques-boucles, céramiques) d'origine anglo-saxonne ont été recueillis dans plusieurs tombes. La nécropole est abandonnée vers le milieu du VIIe siècle ; le nouveau cimetière est installé à 500 m plus au sud autour d'une église dédiée à saint Germain

Les nécropoles de Giberville (Calvados ) fin du Ve siècle -fin du VIIe siècle ap. J.C

Die archâologische Erforschung zweier durch Zufall in Giberville entdeckter Nekropolen tràgt dazu bei, die Besiedlung einer in der Ebene von Caen gelegenen Mikroregion des spâten V. bis spâten VII. Jh. zu veranschaulichen. Die Bodenfunde aus der frùhen Kaiserzeit bezeugen zunâchst das Vorhandensein einer Gerberei, des wirtschaftlichen Zentrums der Siedlung. Der Handel wurde sicherlich durch Ornemiindung und Àrmelkanal begùnstigt. Die Rolle des auf der linken Orneseite gelegenen rômischen Lagers Benouville lâBt sich noch bis einschlieBlich der spàten Kaiserzeit nachweisen. Die Nekropole von «Le Martray » Die Spuren einer militârischen Prâsenz am Ende des IV. Jh. konnten in einem aus dem Anfang des VI. Jh. stammenden Grab nachgewiesen werden ; ein darin vorgefundener versteinerter eibener Eimer mit Metallgerûst (Bronzeblech) ist am oberen Teil mit einem Streifen verziert, der einem romanisch-germanischen Kulturkreis entstammen muB. Desglei-chen zeugen die in mehreren Grâbern des VI. Jh. geborgenen angelsàchsischen Grabbeigaben (Fibeln und Keramik) sowie die Einâscherungspraxis in einem sozialen Umfeld, wo Erdbes-tattung vorherrscht, nicht nur von Fremdeinflùssen, sondera auch von einer Mischkultur. Der wirtschaftliche Reichtum, der diese Bevôlkerung durch das ganze VI. Jh. hindurch offensich-tlich kennzeichnet, wird durch die anthropologischen Befunde bekrâftigt, die eine grôBere Robustheit der Manner im Vergleich zu anderen Bevôlkerungen der Region im gleichen Zeitabschnitt erkennen lassen. Ein Wandel in den Mentalitâten, der durch Sarkophag-Bestattung und einige mit Kreuzen versehene Fundstiicke bezeugt wird, tritt im VII. Jh. in Erscheinung. Gegen Ende dieser Epoche wird die Nekropole von «Le Martray » aufgegeben. Saint-Martin-de-Giberville Die um die St-Martin-Kirche zu Giberville entdeckte Nekropole folgt zeitlich auf den Friedhof von «Le Martray ». Die Kirche wurde zum Sammelpunkt der Siedlung. In beiden Nekropolen wurde aufgrund archâologischer Befunde die Familienbestat-tung mehrmals durch kaum ins Auge fallende Merkmale bestâtigt.The study of the two necropoleis discovered fortuitously at Giberville helps to illustrate the population of a micro-region, the Caen Plain, from the late fifth to the late seventh century A.D. First of all, we are reminded of the early Roman Empire, by a tannery, the economic centre of the community. The Orne river mouth, and easy access to the sea doubtlessly encouraged commercial activities. We can still grasp the role played by the roman camp at Bénouville, on the left bank of the river Orne, during the Late Empire. The «Martray » necropolis The memory of a military presence at the end of the fourth century, was fossilized in a grave dating to the early sixth century, by a bucket made from yew, with a metal framework (sheet bronze), on which the decoration of the upper band provides proof of a romano-germanic culture. In the same manner, artifacts of anglo-saxon origin, fibulae and pottery, found in several sixth century graves, express not only foreign influence on the region, but a mixture of cultures, as does the practice of cremation in an area where inhumation predominates. The economic prosperity which seems to characterise this population, at least during the sixth century, is confirmed by anthropological observations (physical), which point to a greater robustness than in other populations of the region during the same period. A change in atitudes, shown by burial in sarcophagi and some objects bearing the sign of the cross, appear in the seventh century. The Martray necropolis is abandonned towards the end of this period. Saint-M artin-de-Giberville The necropolis discovered around the Saint-Martin-de-Giberville church, is the chrono¬ logical continuation of the Martray cemetery. The church has become the assembling point of the community. In both of the necropoleis, a family based organisation, approached by archaeological observation, has been confirmed several times by the anthropological study of discreet traits.L'étude des deux nécropoles découvertes fortuitement à Giberville contribue à illustrer le peuplement d'une microrégion, la Plaine de Caen, de la fin du Ve siècle à la fin du VIIe siècle. C'est d'abord le rappel des vestiges antiques du Haut-Empire, une tannerie, centre économique de la communauté. L'embouchure de l'Orne et l'ouverture vers la mer ont favorisé sans doute les activités commerciales. On saisit encore, pendant le Bas-Empire, le rôle joué par le camp romain de Bénouville sur la rive gauche de l'Orne. La nécropole du «Martray ». Le souvenir d'une présence militaire à la fin du IVe siècle a été fossilisé dans une tombe du début du VIe siècle par un seau en if à armature métallique (tôle de bronze) où le décor du bandeau supérieur témoigne de la culture romano-germanique. De même, le mobilier d'origine anglo-saxonne, fibules et céramiques, recueilli dans plusieurs tombes du VIe siècle ainsi que la pratique de la crémation dans un milieu où l'inhumation prédomine, expriment les influences étrangères à la région, mais aussi le mélange des cultures. La richesse économique qui semble caractériser cette population pendant au moins tout le VIe siècle est confirmée par les observations anthropologiques qui soulignent une plus grande robustesse des hommes par rapport à d'autres populations de la région pour la même période. Un changement des mentalités, attesté par l'inhumation en sarcophage et quelques objets porteurs du signe de la croix, apparaît au VIIe siècle. Vers la fin de cette période, la nécropole du «Martray » est abandonnée. Saint-Martin-de-Giberville. La nécropole qui a été découverte autour de l'église Saint-Martin-de-Giberville est la suite chronologique du cimetière du «Martray ». L'église est devenue le centre rassembleur de la communauté. Dans les deux nécropoles, l'organisation familiale, approchée par l'observation archéo¬ logique, a été confirmée à plusieurs reprises par l'étude des caractères discrets.Pilet Christian, Alduc-Le Bagousse Armelle, Blondiaux Joël, Buchet Luc, Grévin Gilles, Pilet-Lemière Jacqueline. Les nécropoles de Giberville (Calvados ) fin du Ve siècle -fin du VIIe siècle ap. J.C. In: Archéologie médiévale, tome 20, 1990. pp. 3-140

Le village de Sannerville, « Lirose ». Fin de la période gauloise au VIIe s. ap. J.-C

Fiinf programmierte Grabungen ermôglichten die vollstândige Freilegung eines kleinen, im VI. u. VII. Jh. benutzten Grâberfeldes sowie von Dorfresten im Nahbereich des Grâberfeldes und auch zweier Siedlungen aus dem Ende des I. Jh. v. Chr. sowie der Ùberreste mehrerer gallorômischer Gebâude. Mikro-Ortsnamenforschung und Studium der mittelalterlichen Schriftquellen lassen eine mit der Salzgewinnung in Verbindung stehende Tâtigkeit erkennen ; der «Sâlzer Weg », der die Gemeinden Touffréville, Sannerville, Banneville-la-Campagne durchquert, wird in Quellen des XIII., XIV., und XV. Jh. erwâhnt. Sogar der Ortsname Sanneville, Villa des Sâlzers, bewahrte die Erinnerung an diese Tâtigkeit. Die Untersuchung des fruhmittelalterlichen Grâberfeldes lâBt auf die Anwesenheit von fiinf oder sieben Familien schlieBen, die in einem kleinen Weiler mit zerstreuten Wohnstâtten gruppiert sind. Hâufigkeit, Wiederholung, und gewisse fast Ubereinstimmende, wenig hervor-tretende Merkmale lassen ziemlich enge verwandtschaftliche Bande vermuten. Hervorzuheben ist eine bedeutende Anzahl Waffentrâger innerhalb dieses Gemeinwesens (23 von 121 Grâbern), was an eine militârisch organisierte Schar denken lâBt, die vielleicht die Salzgewin¬ nung sowie die nahe gelegene Kiiste uberwachte. Mehrere Gegenstânde angelsâchsischen Ursprungs (Fibeln, platte Schnallen, Keramiken) wurden in etlichen Gràbern gefunden. Um die Mitte des VII. Jh. wird das Grâberfeld nicht mehr benutzt ; der neue Friedhof wird 500 m weiter siidlich um eine dem Heiligen Germain geweihte Kirche angelegt.Five excavations have enabled us to bring to light a small necropolis in it's entirety, used during the Vlth and Vllth centuries A.D, elements of the village associated with the necropolis, and also two dwellings dating to the 1st century B.C and the remains of several gallo-roman buildings. The microtoponymy and research of medieval texts emphasize an activity related to the exploitation of salt ; the «Chemin Saulnier » which runs across the communes of Touffréville, Sannerville and Banneville-la-Campagne is mentioned in XHIth, XIYth, and XVth century texts. The name itself of Sannerville, salt merchant's villa, has kept the memory of this activity alive. The study of the Early Middle Age necropolis indicates the presence of a few families (5 or 7), grouped together in a hamlet composed of dispersed dwellings. The frequence, the repetition and the proximity of certain discreet traits (human anthropology) suggest fairly close kinship. We must note a large number of weapon bearers within the community (23 for 121 burials) which makes us think of a militarized group, perhaps in charge of controlling the salt exploitation, and of watching over the coast nearby. Several artefacts (brooches, belt mounts, pottery) of anglo-saxon origin have been found in several tombs. The necropolis is abandoned towards the middle of the Vllth century ; the new cemetery is placed further south, around a church dedicated to Saint Germain.Cinq interventions en fouille programmée ont permis de mettre au jour l'intégralité d'une petite nécropole utilisée aux VIe et VIIe siècles, des éléments du village en liaison avec la nécropole, mais aussi deux habitations datant de la fin du Ier siècle av. J.-C. et les vestiges de plusieurs bâtiments gallo-romains. La micro-toponymie et l'étude des textes médiévaux soulignent une activité liée à l'exploitation du sel ; le «Chemin Saulnier » qui traverse les communes de Touffréville, Sannerville, Banneville-la-Campagne est mentionné dans les textes des XIIIe, XIVe et XVe siècles. Le nom même de Sannerville, villa du saulnier, a conservé le souvenir de cette activité. L'étude de la nécropole du Haut Moyen Age indique la présence de quelques familles (5 ou 7), regroupées dans un petit hameau aux habitations dispersées. La fréquence, la répétition et la proximité de certains caractères discrets suggèrent des liens de parenté assez étroits. Il faut signaler un nombre important de porteurs d'armes à l'intérieur de la communauté (23 pour 121 sépultures) qui fait penser à un groupe militarisé, chargé peut-être, de contrôler l'exploi¬ tation du sel et de surveiller la côte toute proche. Plusieurs objets (fibules, plaques-boucles, céramiques) d'origine anglo-saxonne ont été recueillis dans plusieurs tombes. La nécropole est abandonnée vers le milieu du VIIe siècle ; le nouveau cimetière est installé à 500 m plus au sud autour d'une église dédiée à saint Germain.Pilet Christian, Alduc-Le Bagousse Armelle, Blondiaux Joël, Buchet Luc, Pilet-Lemière Jacqueline, Cocollos Annabelle, James Louis. Le village de Sannerville, « Lirose ». Fin de la période gauloise au VIIe s. ap. J.-C. In: Archéologie médiévale, tome 22, 1992. pp. 1-189

Variations of intracellular density during the cell cycle arise from tip-growth regulation in fission yeast

Intracellular density impacts the physical nature of the cytoplasm and can globally affect cellular processes, yet density regulation remains poorly understood. Here, using a new quantitative phase imaging method, we determined that dry-mass density in fission yeast is maintained in a narrow distribution and exhibits homeostatic behavior. However, density varied during the cell cycle, decreasing during G2, increasing in mitosis and cytokinesis, and dropping rapidly at cell birth. These density variations were explained by a constant rate of biomass synthesis, coupled to slowdown of volume growth during cell division and rapid expansion post-cytokinesis. Arrest at specific cell-cycle stages exacerbated density changes. Spatially heterogeneous patterns of density suggested links between density regulation, tip growth, and intracellular osmotic pressure. Our results demonstrate that systematic density variations during the cell cycle are predominantly due to modulation of volume expansion, and reveal functional consequences of density gradients and cell-cycle arrests