Tweet

Une source d’énergie cachée aurait été découverte autour de nos cellules. Nos cellules pourraient littéralement vibrer d’électricité, agissant comme une source d’énergie cachée qui pourrait aider au transport de substances ou même jouer un rôle dans la communication de notre corps.

Des chercheurs des universités de Houston et de Rutgers, aux États-Unis, suggèrent que de petites ondulations dans les membranes graisseuses qui entourent nos cellules pourraient générer suffisamment de tension pour servir de source d’énergie directe à certains processus biologiques.

Les fluctuations elles-mêmes ont déjà été largement étudiées et sont connues pour être provoquées par l’activité de protéines intégrées et la dégradation de l’adénosine triphosphate (ATP), principal moyen de transport de l’énergie à travers les cellules.

Cette nouvelle étude apporte un soutien théorique à l’hypothèse selon laquelle les vibrations membranaires sont suffisamment fortes et structurées pour créer une charge électrique que les cellules peuvent utiliser pour certaines tâches importantes.

« Les cellules ne sont pas des systèmes passifs – elles sont animées par des processus actifs internes tels que l’activité des protéines et la consommation d’ATP », écrivent les chercheurs dans leur article publié.

« Nous démontrons que ces fluctuations actives, lorsqu’elles sont couplées à la propriété électromécanique universelle de la flexoélectricité, peuvent générer des tensions transmembranaires et même entraîner le transport d’ions. »

La clé de la compréhension de ce nouveau modèle réside dans le concept de flexoélectricité , qui décrit essentiellement le moyen par lequel une tension peut être produite entre des points de contrainte contrastés dans un matériau.

Les membranes se déforment constamment sous l’effet des fluctuations thermiques aléatoires au sein de la cellule. En théorie, toute tension ainsi produite devrait s’annuler dans un environnement à l’équilibre, la rendant inutilisable comme source d’énergie.

Les chercheurs ont émis l’hypothèse que les cellules ne sont pas en équilibre strict, l’activité intracellulaire assurant notre survie. La possibilité de transformer une membrane lipidique en moteur nécessitait des formulations précises.

D’après les calculs effectués par les chercheurs, la flexoélectricité pourrait créer une différence électrique entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule : jusqu’à 90 millivolts, ce qui est une charge suffisante pour déclencher un neurone.

La tension produite pourrait faciliter le mouvement des ions, ces atomes chargés qui sont contrôlés par le flux d’électricité et de produits chimiques.

Les fluctuations membranaires peuvent suffire à influencer des processus biologiques tels que les mouvements musculaires et les signaux sensoriels. L’équipe a estimé que ces charges apparaissent à l’échelle de la milliseconde, ce qui correspond à la chronologie des signaux se propageant dans les cellules nerveuses.

« Nos résultats révèlent que cette activité peut amplifier considérablement la tension transmembranaire et la polarisation, ce qui suggère un mécanisme physique de récupération d’énergie et de transport ionique dirigé dans les cellules vivantes », écrivent les chercheurs.

Ces découvertes pourraient s’appliquer à des groupes de cellules, contribuant ainsi à expliquer comment les membranes cellulaires se coordonnent pour générer des effets et des tissus à plus grande échelle. De futures études permettront de vérifier que ce mécanisme fonctionne comme prévu au sein de l’organisme.

Ces découvertes pourraient avoir des implications qui dépassent le cadre des tissus vivants : les chercheurs évoquent la possibilité d’utiliser ces mêmes techniques de production d’électricité pour éclairer la conception de réseaux d’intelligence artificielle et de matériaux synthétiques inspirés de la nature.

« L’étude de la dynamique électromécanique dans les réseaux neuronaux pourrait établir un lien entre la flexoélectricité moléculaire et le traitement complexe de l’information, avec des implications à la fois pour la compréhension du fonctionnement du cerveau et la découverte de matériaux informatiques bio-inspirés », écrivent les chercheurs.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans PNAS Nexus.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

(0)