Jerzy Blawzdziewicz, professeur, président associé et directeur des études supérieures au Département de génie mécanique, et Siva Vanapalli, professeur agrégé et professeur agrégé Bill Sanderson au département de génie chimique du Edward E. Whitacre Jr. College of Engineering de la Texas Tech University, avaient leur document de recherche, "Les manœuvres de rouleau sont essentielles pour la réorientation active de Caenorhabditis elegans dans les médias 3-D, " récemment publié dans le Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ).

C. elegans, un ver rond d'un millimètre, est un organisme modèle puissant utilisé dans les enquêtes sur les processus biologiques fondamentaux conservés à travers les espèces. Des chercheurs du monde entier mesurent le comportement locomoteur de ce nématode pour mieux comprendre divers domaines d'étude tels que les mutations génétiques, biologie musculaire, contrôle neuronal du mouvement et évaluation de la nutrition, l'exercice et les effets de la drogue.

La plupart des résultats de recherche utilisant des lectures locomotrices ont été basés sur des descriptions bidimensionnelles (2-D) du mouvement des nématodes. Dans les laboratoires, C. elegans est généralement cultivé sur une surface de gel d'agar, et les modèles 2D fournissent une mine d'informations utiles. Cependant, certains comportements du ver, comme creuser et nager, nécessitent une approche d'enquête en trois dimensions (3D).

De plus, dans son habitat naturel, qui est humide, matière organique en décomposition, le nématode se déplace dans un environnement 3-D complexe. Encore, jusqu'à présent, il n'y a pas eu d'études quantitatives complètes de la démarche 3-D du ver.

Dans leur papier, Blawzdziewicz, Vanapalli et son équipe ont identifié et quantifié les principales manœuvres que le nématode utilise pour explorer l'espace en 3D. Leur effort de recherche en collaboration s'est appuyé sur les contributions essentielles de deux doctorants en génie mécanique, Alejandro Bilbao et Amar Patel, qui a obtenu des résultats théoriques, et d'un chercheur postdoctoral en génie chimique, Mizanur Rahman, qui a mené les expériences.

"Nous examinons la façon dont ce petit animal se déplace dans son environnement et le type de manœuvres qu'il exécute, " a déclaré Blawzdziewicz. "En 2-D, le nématode propulse son corps à l'aide d'ondulations latérales et tourne en augmentant momentanément l'amplitude d'ondulation d'un côté. Nous avons trouvé que, se réorienter en 3-D, le nématode effectue une manœuvre de roulis, qui ressemble à un roulis acrobatique d'avion. L'animal tourne efficacement autour de l'axe de sa trajectoire (en exécutant la partie 3D de son mouvement), puis reprend les virages 2D dans un nouveau plan d'ondulation. Nous avons enregistré ce nouveau modèle de comportement et analysé théoriquement son efficacité, fréquence et importance."

Le génome de C. elegans a été le premier entièrement séquencé, et le système neuronal du nématode est complètement cartographié. Cela facilite les études de recherche car c'est maintenant le modèle animal de référence pour diverses maladies.