Les chercheurs de l'Université de Stanford ont récemment mis en lumière un phénomène remarquable observé chez un organisme unicellulaire,
Lacrymaria olor. Ce protiste, capable d'étendre son cou jusqu'à trente fois la longueur de son corps, a intrigué les scientifiques depuis longtemps. Les travaux de Manu Prakash et Eliott Flaum ont enfin révélé le mécanisme derrière cette capacité exceptionnelle.
Lacrymaria olor est connu pour ses transformations rapides et spectaculaires. Cet organisme en forme de goutte d'
eau peut projeter une structure longue et fine ressemblant à un
cou depuis l'extrémité inférieure de sa cellule. Ce cou peut atteindre jusqu'à 1500 microns. Si l'on reporte cette capacité à un humain, cela représenterait une capacité de projeter sa tête à 60 mètres de distance pour un
homme de 1,80
mètre, soit environ 30 fois sa taille totale.
Les chercheurs ont découvert que cette extension rapide et précise est due à une structure cytosquelettique en hélice, composée d'environ 15 microtubules. Ces microtubules sont enroulés autour de la membrane cellulaire et sont recouverts d'une membrane translucide délicate qui se
plie en motifs complexes semblables à l'origami. Cette configuration permet à la cellule de déployer et de rétracter son cou avec une grande efficacité.
En utilisant l'imagerie en direct, la microscopie confocale et électronique à transmission, Manu Prakash et Eliott Flaum ont pu observer ces mécanismes en détail. Ils ont constaté que les microtubules fonctionnent comme des côtes en hélice, enveloppées dans une membrane qui définit les plis, créant ainsi des crêtes et des vallées similaires aux plis de l'origami traditionnel. Cette structure permet à
Lacrymaria olor d'étendre et de rétracter son cou de manière répétée, jusqu'à 50 000 fois, sans faille.
Manu Prakash qualifie ce phénomène de "comportement incroyablement complexe" et le compare à l'origami cellulaire, qu'il propose de nommer "lacrygami". Il souligne que cette découverte pourrait inspirer des avancées dans l'ingénierie des matériaux souples et la robotique, notamment pour développer des machines microscopiques déployables pouvant être utilisées dans divers domaines, y compris les télescopes spatiaux et les robots chirurgicaux miniatures.
Ces recherches ont été publiées dans la revue
Science, et elles ouvrent la voie à de nouvelles explorations sur la manière dont les structures biologiques peuvent inspirer des innovations technologiques. Eliott Flaum explique que "lorsque vous stockez des plis selon un
angle hélicoïdal, vous pouvez stocker une
quantité infinie de
matériau". Cela montre comment la
biologie a résolu des problèmes complexes de manière élégante et efficace.