L'adhésif sécrété par Caulobacter crescentus adhère aux surfaces sous l'eau à l'aide d'une colle à base de molécules de sucre.

Introduction

Faire coller durablement deux objets ensemble n’est jamais une chose facile. C'est encore plus difficile sous l'eau, où des molécules d'eau peuvent se glisser entre elles, modifiant les propriétés de l'adhésif ou bloquant physiquement le processus de liaison. Mais Caulobacter croissant semble l'avoir compris.

La stratégie

Cette bactérie microscopique vit dans des mondes aquatiques tels que les cours d’eau à débit rapide, l’eau des océans et la plomberie des gens. Il s’agit au départ d’une cellule flottant librement dotée d’une queue qu’elle utilise pour nager. Lorsqu’il heurte n’importe quel type de surface dure, il perd sa queue et fait pousser une tige à la place. La tige sécrète un point microscopique de matière gluante qui durcit légèrement en un gel élastique et l'attache fermement et définitivement à la surface. Au fur et à mesure qu'il traîne, il s'allonge et finit par pincer une nouvelle version flottante de lui-même qui nage pour recommencer le cycle.

Dans le monde du collant, l’utilisation du mot « fermement » pour C. crescentus l’attachement est un euphémisme. Les mesures de la résistance de la connexion ont donné un pouvoir d'adhérence d'au moins 68 newtons par millimètre carré, soit plus de huit fois la puissance d'une super colle typique fabriquée par l'homme. Les scientifiques ont estimé que l’équivalent d’un point de colle de la taille d’un pois pourrait maintenir une grosse vache en place.

De quoi est faite cette substance étonnante ? C’est quelque chose que vous avez probablement chez vous, voire dans votre main en ce moment : le sucre.​​​​​​​​

​​Le grand défi des adhésifs en milieu aquatique est que les molécules d'eau, qui s'entendent bien avec de nombreux autres types de molécules en raison de la répartition de leurs électrons, ont tendance à se frayer un chemin entre les molécules des adhésifs et à perturber leur intégrité. . Dans C. crescentus Dans ce cas, la substance que sécrète la tige est composée d'au moins quatre types de molécules de sucre reliées bout à bout pour former de longues chaînes avec des branches tendues. De fortes charges négatives leur permettent de coller fermement à la surface. Et les liens entre les chaînes – imaginez ces branches qui poussent ensemble – forment une barrière semblable à une clôture en mailles de chaîne qui empêche les molécules d’eau de s’infiltrer et de dissoudre l’adhésif.​​

Les scientifiques soupçonnent que d’autres molécules telles que des protéines et des acides nucléiques pourraient également être impliquées dans la capacité de super-adhérence du holdfast.

Le potentiel

Les humains pourraient adopter ou s'adapter C. croissantL’étonnante capacité de adhère aux surfaces sous-marines de diverses manières. Un adhésif inspiré de cette bactérie pourrait être utilisé pour réparer les navires, fermer les plaies chirurgicales, sceller les conduites d'eau, colmater les fuites dans les réservoirs ou aider les surfaces à adhérer les unes aux autres dans les constructions sous-marines.

Les principes et les forces moléculaires impliquées pourraient également être adaptés pour être utilisés dans des environnements moins aqueux où des attaches solides et faciles à former sont essentielles, comme dans les projets de construction dans des environnements extrêmes, comme dans l'espace ou sur d'autres planètes.

Dernière mise à jour le 30 décembre 2023