Après les dresseurs de puces, voici les dresseurs de bactéries

Les fêtes foraines du passé connaissaient les puces savantes que leurs "dresseurs" parvenaient à atteler à de minuscules chariots et à faire se déplacer sur de courtes distances. Aujourd'hui, des chercheurs américains ont réussi à "dresser" des bactéries afin qu'elles soient capables de déplacer des plaquettes microscopiques d'époxy dans un liquide. Le mouvement des organismes, qui peut être rectiligne ou de rotation, est contrôlé simplement par un faisceau de lumière ultraviolette.

Des machines à l'échelle micro ou nano métrique seront sans doute utilisées un jour pour, par exemple, cibler un médicament sur un emplacement précis du corps humain par l'intermédiaire de la circulation sanguine. Cependant, avant que cela ne soit possible, les scientifiques doivent concevoir les moyens dont ces dispositifs disposeront pour être mis en mouvement. La nature pourrait leur fournir une solution sous la forme de bactéries à flagelle, qui se propulsent à l'aide de moteurs biomoléculaires. Comme le mouvement de certaines de ces bactéries peut être contrôlé à l'aide de la lumière (un phénomène appelé phototaxie), des scientifiques ont suggéré que ces micro-organismes pourraient être utilisés en tant que "bêtes de somme" capables de déplacer les minuscules machines du futur.


Min Jun Kim et ses collègues de l'université Drexel à Philadelphie ont découvert deux façons d'utiliser des bactéries communes (Serratia marcescens) pour déplacer des plaquettes triangulaires minuscules d'époxy. Cette bactérie se déplace très rapidement, sauf quand elle est exposée à la lumière ultraviolette, qui stoppe immédiatement son déplacement.

Les chercheurs ont tout d'abord préparé la "plate-forme d'essaimage" des bactéries dans des boîtes de Pétri contenant l'agar (un gel qui permet aux bactéries de croître). Les bactéries ont été introduites par un coté d'une plaque où elles se sont rapidement multipliées avant de commencer à se déplacer en ondulant à travers la surface de la plaque.

Dans une expérience, la surface de la plate-forme avait été recouverte d'une couche mince composée d'un aliment liquide qui améliore la motilité (l'aptitude à se mouvoir) des bactéries. Une plaquette triangulaire d'époxy mesurant environ 50 microns sur 10 d'épaisseur a ensuite été immergée dans le liquide de façon à ce qu'elle repose sur le front de l'ondulation formée par les bactéries se déplaçant à la surface de l'agar.

Les bactéries ont alors fait se mouvoir le triangle à une vitesse d'environ 9 micron par seconde. Une exposition à la lumière UV stoppait l'attelage qui reprenait son déplacement à la même vitesse à l'extinction du faisceau lumineux.

Sur d'autres zones de la plate-forme, les bactéries formaient des vortex tourbillonnants et quand un triangle était placé en l'un de ces endroits, il entreprenait une rotation à la vitesse d'environ un radian par seconde. Cette rotation pouvait être stoppée de la même façon par un faisceau de lumière UV, et reprenait lors de son extinction.

Dans une expérience séparée, les scientifiques ont soigneusement retiré le triangle de l'agar de sorte qu'une couche de bactéries demeure collée à sa surface. Le triangle a ensuite été déposé sur une plate-forme ne contenant que le liquide de motilité, et les bactéries l'ont de nouveau fait entrer en rotation, l'action de la lumière ultraviolette restant la même.

Kim et son équipe ont utilisé le même procédé pour déplacer d'autres formes simples telles que des structures carrées, mais selon le scientifique, des microstructures de forme quelconque et d'une taille allant de 1 à 500 microns devraient pouvoir être manipulées en utilisant cette technique.