Il n'est pas facile de comprendre comment les membranes biologiques - telles que la membrane plasmique des cellules animales ou la membrane interne des bactéries - fluctuent dans le temps, en partie parce qu'à l'échelle subcellulaire, l'agitation liée à la température fait fluctuer constamment les membranes; et en partie parce qu'ils sont en contact avec des supports complexes, comme l'élément structurant des cellules, le cytosquelette, ou la matrice extracellulaire. Des travaux expérimentaux antérieurs ont décrit la dynamique de l'artificiel, complexes polymère-membrane auto-assemblés, noyés dans des fluides structurés. Pour la première fois, Rony Granek de l'Université Ben Gourion du Néguev, et Haim Diamant de l'Université de Tel Aviv, à la fois en Israël, proposent une nouvelle théorie permettant d'élucider la dynamique de telles membranes lorsqu'elles sont noyées dans des réseaux polymères.
Dans une nouvelle étude publiée dans EPJ E , les auteurs démontrent que la dynamique des ondulations membranaires à l'intérieur d'un tel milieu structuré est régie par des lois de puissance anormale.
Le principal élément constitutif des membranes biologiques est une bicouche fluide flexible de molécules lipidiques. Dans leur modèle, les auteurs définissent d'abord le couplage de la membrane avec les deux constituants du fluide environnant, à savoir le polymère et le solvant. La surface membranaire définit la force du couplage membrane-fluide, qui peut être faible (lorsque la membrane est principalement en contact avec le solvant) ou forte (lorsque le solvant et le réseau se déplacent ensemble avec la membrane).
Les auteurs étudient ensuite les conséquences des deux types de couplage sur la dynamique des ondulations membranaires. Dans la limite de couplage faible, où le réseau polymère ne se déplace pas avec la membrane mais est simplement entraîné par le flux de solvant résultant, les auteurs identifient un nouveau régime de longueur d'onde intermédiaire des ondulations membranaires.
Ils concluent que pour les solutions polymères souples et semi-flexibles semi-diluées, les statistiques de déplacements membranaires associées à ce régime intermédiaire peuvent s'étendre sur plusieurs ordres de grandeur dans le temps, jusqu'à ce que la viscoélasticité en masse des polymères prenne le relais.
