(Phys.org)—Dans la nature, les fonctions biologiques sont souvent réalisées dans de minuscules coques protectrices appelées microcompartiments, structures qui abritent des enzymes qui convertissent le dioxyde de carbone en énergie dans les cellules végétales et des virus qui se répliquent une fois qu'ils pénètrent dans la cellule.
La plupart de ces coquilles se déforment en forme d'icosaèdre, formant 20 côtés qui permettent une interface élevée avec leur environnement. Mais certains coquillages, comme ceux trouvés dans les archées unicellulaires ou simples, organismes qui aiment le sel appelés halophiles — se brisent en triangles, carrés, ou des géométries non symétriques. Bien que ces géométries alternatives puissent sembler simples, ils peuvent être incroyablement utiles en biologie, où une faible symétrie peut se traduire par une fonctionnalité plus élevée.
Des chercheurs de la Northwestern University ont récemment développé une méthode pour recréer ces formes dans des microcompartiments artificiels créés en laboratoire :en modifiant l'acidité de leur environnement. Les résultats pourraient conduire à des microréacteurs conçus qui imitent les fonctions de ces conteneurs de cellules ou délivrent des matériaux thérapeutiques aux cellules à des emplacements ciblés spécifiques.
"Si vous voulez concevoir une capsule très astucieuse, vous ne faites pas de sphère. Mais peut-être ne devriez-vous pas faire un icosaèdre, Soit, " a déclaré Monica Olvera de la Cruz, Avocat Taylor Professeur de science et d'ingénierie des matériaux, Chimie, et (par courtoisie) Génie chimique et biologique à la McCormick School of Engineering de Northwestern et l'un des auteurs de l'article. "Ce que nous commençons à réaliser, c'est peut-être que ces symétries inférieures sont plus intelligentes."
Pour créer les nouvelles géométries de coque, les chercheurs ont co-assemblé des lipides chargés de manière opposée avec des degrés variables d'ionisation et modifié de l'extérieur l'électrolyte environnant. Les géométries résultantes comprennent des polyèdres réguliers et irréguliers entièrement facettés, comme les formes carrées et triangulaires, et des vésicules mixtes de type Janus avec des domaines à facettes et incurvés qui ressemblaient à des formes cellulaires et à des formes d'organismes halophiles.
