Des microbes entrainés à produire des fibres musculaires utilisées dans la fabrication de vêtements
Porteriez-vous des vêtements fabriqués à partir de fibres musculaires ? Et si elles étaient plus résistantes que la soie, le coton et même le Kevlar, et 100% végétaliennes ?
Cela pourrait bientôt être possible, grâce à une équipe de chercheurs de l’université d’État de Washington (Etats-Unis) qui a appris à des microbes à fabriquer des fibres musculaires.
Image d’entête : fibres musculaires produites par des microbes. (Fuzhong Zhang Lab/ Université de Washington)
Les chercheurs, dirigés par Cameron Sargent, ont réutilisé une technique qu’ils avaient précédemment utilisée pour créer des bactéries capables de fabriquer de la soie d’araignée super résistante, et ils ont appris aux microbes à fabriquer des fibres musculaires.
Celles-ci sont très solides et les protéines qui les composent pourraient être utilisées pour fabriquer des robots souples, des vêtements et des sutures biocompatibles, mais elles doivent généralement être prélevées sur des animaux.
Selon Fuzhong Zhang, auteur principal de l’étude :
Nous nous sommes demandé pourquoi nous ne fabriquions pas directement des muscles synthétiques. Mais nous n’allons pas les récolter sur des animaux, nous allons utiliser des microbes pour le faire.
Sa production peut être bon marché et évolutive. Elle pourrait permettre de nombreuses applications auxquelles les gens avaient déjà pensé, mais avec des fibres musculaires naturelles.
La protéine que les microbes ont fabriquée est un polymère appelé titine, qui est l’un des trois principaux composants protéiques du muscle. Elle est très volumineuse, ce qui lui confère une intégrité structurelle. Cependant, il était difficile pour les microbes de produire une protéine aussi grande.
Pour contourner ce problème, l’équipe a fait appel à la technique des microbes pour produire et assembler de plus petits segments de la protéine, créant ainsi une protéine 50 fois plus grande que celle qu’un microbe peut normalement produire.
Ensuite, l’équipe a utilisé un processus appelé filage par voie humide (wet-spinning) pour tisser les polymères en une fibre d’un dixième de la largeur d’un cheveu humain.
Les fibres tissées étaient plus résistantes que le Kevlar, utilisé dans les combinaisons spatiales, et elles étaient capables de dissiper l’énergie mécanique sous forme de chaleur. La qualité des fibres et la flexibilité de l’ingénierie des microbes signifient qu’il pourrait y avoir de multiples utilisations pratiques pour les microbes fabricants de muscles et la biologie synthétique qui produit des matériaux.
Selon Sargent :
La beauté du système est qu’il s’agit vraiment d’une plateforme qui peut être appliquée partout. Nous pouvons prendre des protéines dans différents contextes naturels, puis les placer dans cette plateforme pour la polymérisation et créer des protéines plus grandes et plus longues pour diverses applications matérielles avec une plus grande durabilité.
L’étude publiée dans Nature Communications : Microbial production of megadalton titin yields fibers with advantageous mechanical properties et présentée sur le site de l’Université de Washington à St. Louis : Synthetic biology enables microbes to build synthetic muscle.