Myxine anesthésiée qui a fait don d'échantillons de boue. Crédit :Chaudhary
Les myxines sont des poissons marins en forme d'anguilles, célèbre pour libérer de grandes quantités de "slime" qui se déploie, s'assemble et se dilate dans l'eau environnante en réponse à une menace ou à l'attaque d'un prédateur. Ce mécanisme de défense fonctionne même contre les requins en obstruant efficacement leurs branchies ou en les étouffant.
L'utilisation réussie par la myxine de son gel de défense est remarquable, en particulier parce que l'animal n'exerce aucun contrôle direct sur la concentration de la boue qu'il exsude dans l'eau de mer.
Gaurav Chaudhary, doctorant au département de sciences mécaniques et d'ingénierie de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign (UIUC), présentera ses travaux sur la myxine visqueuse lors de la 88e réunion annuelle de la Society of Rheology, qui se tiendra du 12 au 16 février, à Tampa, Floride. La recherche explore la formation de boue de myxine et les propriétés spéciales lui permettant de s'assembler en un gel solide sans se dissoudre dans l'eau environnante.
Pour faire ça, Chaudhary et ses collègues ont visité l'Université de Guelph au Canada, où le professeur Doug Fudge maintient un grand stock de myxines.
« Nous avons obtenu de la matière visqueuse brute directement à partir de poissons vivants, puis nous avons pu produire nos propres échantillons de boue de différentes concentrations, " a déclaré Chaudhary. Les chercheurs ont utilisé un rhéomètre, qui mesure la réponse de ces fluides de viscosité inhabituelle à des forces, pour mesurer comment la boue s'étire et s'écoule au fil du temps et dans diverses conditions.
Image microscopique des cellules de fil qui s'effilochent sous le mélange pour former la bave de myxine. Crédit :Chaudhary
L'équipe de recherche, dirigé par Randy Ewoldt, un professeur assistant qui dirige le groupe de recherche Ewoldt à l'UIUC, découvert que les propriétés de type solide et liquide de la boue restent « auto-similaires » pour une large gamme de concentrations. Cela signifie que même si la concentration peut changer radicalement, la structure générale et les propriétés du gel ne le seront pas.
"Le gel devient plus rigide avec la concentration, " a déclaré Ewoldt. Leurs résultats montrent également que la cohérence dans la façon dont la boue se déforme et s'écoule existe parce que la boue a une structure similaire à toutes les concentrations.
« Nous savons maintenant que ce matériau, dix, 000 fois plus doux que la gélatine, n'est pas seulement un solide élastique ultra-doux comme on le croyait auparavant, » dit Chaudhary. « Plutôt, il a des propriétés temporelles très intéressantes. Ses propriétés dépendantes de la concentration sont très différentes de celles de nombreux autres systèmes biopolymères ou synthétiques. De telles propriétés rendent le slime nettement idéal pour l'assemblage dans des conditions incontrôlées."
Slime a une myriade d'applications potentielles. Par exemple, il pourrait boucher ou ralentir les fuites des équipements de forage pétrolier, ou fournir aux cultures cellulaires un réseau clairsemé d'éléments fibreux qui peuvent offrir des architectures d'échafaudages tissulaires uniques et même prendre en charge les cultures cellulaires en 3D.
"Nos efforts futurs se concentreront sur une meilleure compréhension de la mécanique du niveau microstructural du slime, " a déclaré Chaudhary. " Nous aimerions éventuellement développer des matériaux pour obtenir des fonctionnalités similaires à celles de la myxine en utilisant des composants synthétiques, et développer davantage des idées et des méthodes pour mieux concevoir le matériau."
