Clinostat - Définition
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Solution de remplacement
Pour de premières expériences portant sur des cellules, organes ou espèces peu complexes, une solution de remplacement au clinostat peut être la « machine à chute libre » (FFM pour free fall machine en anglais).
De petits échantillons (suspensions de cellules) sont soumis à une chute libre, déterminée par la gravité terrestre, sur environ un mètre, de hauteur et une période de chute libre d'un peu moins d'une seconde. Les échantillons sont ensuite repoussés vers le haut de l'appareil par un mécanisme approprié, et ainsi de suite. Le « rebond » est répété mais la majeure partie du temps est passé en chute libre « à zéro g ». Ces séquences à g élevés sont censées être trop courtes pour être détectées par le mécanisme physiologique de la plupart des échantillons biologiques, dont on estime qu'ils ne perçoivent alors que le temps passé en chute libre.
Notes et références
- (en) Time-course of changes in amounts of specific proteins upon exposure to hyper-g, 2-D clinorotation, and 3-D random positioning of Arabidopsis cell cultures ; Barjaktarović Z., et al. ; 2007 ; J Exp Bot. vol. 58 ; pages 4357–63 ; doi:10.1093/jxb/erm302 ; PMID:18182437.
- Brevet Cell culture (Class 435/297.400).
- (en) Brevet U.S. 5104802, Rhodes, Percy H. (Huntsville, AL), Miller, Teresa Y. (Falkville, AL), Snyder, Robert S. (Huntsville, AL) , " Hollow fiber clinostat for simulating microgravity in cell culture".
- (de) F. G. J. R. von Sachs (1879) Ueber Ausschliessung der geotropischen und heliotropischen Krümmungen wärend des Wachsthums, Würzburger Arbeiten. 2, pp. 209–225.
- (en) F.C. Newcombe (1904) Limitations of the klinostat as an instrument for scientific research, Science 20, pp. 376–379.
- Page sur les matériels expérimentaux d'étude de la microgravité.
- (en) B. G. Pickard (1973) "Geotropic response patterns of the Avena coleoptile. I. Dependence on angle and duration of stimulation". Can. J. Bot. 51: 1003-1021.
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Bibliographie
Problèmes associés à l'utilisaton d'un clinostat
- Les clinostats tournent généralement à faible vitesse (clinostat à « rotation lente »), pour limiter les effets centrifuges. Il y a eu débat quant à la vitesse de rotation la plus appropriée, car si elle est trop lente, la plante ou l'animal a le temps d'élaborer des réponses physiologiques à la gravité, et si elle est trop rapide, la force centrifuge et les tensions mécaniques seront responsables d'artefacts.
Pour la simulation de culture de végétaux à faible pesanteur, la vitesse de rotation optimale a, dès la fin des années 1960, été calée sur celle « vraies » réponses à la microgravité comme on les voit dans l'espace. Elle est programmée entre 0,3 et 3 tours/min pour la plupart des systèmes fabriqués en usine.
- La vitesse de rotation d'un clinostat (généralement de 30 à 150 tr / min) ne convient qu'à de petits échantillons (cultures cellulaires en flacons de quelques mm de diamètre), généralement en suspension dans des milieux liquides. Dans ces conditions, des effets centrifuges importants sont évités. Il existe des clinostats lents (rotations : 0 à 5 rpm ) ou rapides (20 à 200 rpm) permettant de travailler avec plusieurs dizaines d'échantillons de cultures à la fois.
- Un clinostat à seul axe (ou « clinostat 2xD ») ne simule pas réellement l'apesanteur sur son axe de rotation.
Dans tous les cas, sont à envisager des artefacts induits par les vibrations du moteur ou des articulations, et d'autres effets du système.
