Module 1 : Comme toute matière, aussi les êtres vivants - ou la "matière vivante” - consistent en molécules. Mais comment celles-ci arrivent-elles à générer le phénomène de la vie ? Dans ce module, nous argumentons que des molécules uniques n'en sont pas capables. Au contraire, la vie émerge des interactions d’un grand nombre de molécules. Ce module introduit la notion d’auto-organisation comme principe sous-jacent qui orchestre l’arrangement moléculaire nécessaire pour permettre la vie.

Module 2 : Des nouvelles cellules sont formées par division d'une cellule dite “mère". Dans la bactérie Escherichia coli, cette division résulte en deux cellules “filles” de même taille. Le mécanisme qui achève cet exploit implique notamment la formation d’ondes par certaines protéines. Nous discuterons du mécanisme d’auto-organisation sous-jacent à ces ondes et montreront comment des systèmes artificiellement reconstitués ont aidé à l’identifier.

La nage des micro-organismes, le transport du mucus dans les poumons, le positionnement correct de notre cœur ou encore l’ouïe dépendent du battement ou torsion des petites protrusions cellulaires, les flagelles ou cils. Pour se faire, ceux-ci sont munis de protéines spécialisées, qui jouent le rôle de moteurs moléculaires. Nous présenterons ces moteurs moléculaires et leur mode de fonctionnement étonnant et expliquerons l’importance crucial que l’auto-organisation y joue pour générer la dynamique des flagelles et des cils.

Le développement d’un organisme requiert une coordination sophistiquée de prolifération et de mouvement cellulaire. Grace à des moteurs moléculaires, des tissues peuvent spontanément générer des flux. Nous discuterons comment l’auto-organisation d’un tel fluide actif subissant des contraintes mécaniques peut mener à des structures importantes pour la formation d’un organisme. Finalement, nous allons résumer le cours et présenter brièvement des aspects que nous n'avons pas pu discuter.