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Décryptage

Biomimétisme : et si on s’inspirait du blob ?

Posté le par Pierre Thouverez dans Innovations sectorielles

Le blob est un organisme incroyable. Et bien que ses particularités soient étudiées par les chercheurs depuis plusieurs décennies, il surprend toujours les scientifiques à l'heure actuelle. Présentation de cette star méconnue. Le blob est un organisme incroyable qui surprend toujours les scientifiques à l'heure actuelle. Il pourrait devenir une source de bio-inspiration dans des domaines tels que l'architecture, la pharmacologie ou la recherche contre le cancer.

L’histoire est la suivante. En 1970, au Texas, une femme découvre dans son jardin une masse jaune, ressemblant à une éponge. Ne sachant pas ce à quoi elle a affaire, elle décide de passer un coup de râteau sur cette chose. A sa grande surprise, le lendemain, non seulement la chose n’a pas disparu, mais elle a même doublé de volume. Elle décide alors de vaporiser de l’insecticide sur cette masse jaune, qui commence alors par changer légèrement de couleur, tout en continuant à grandir.

La femme appelle alors les policiers qui, faute d’imagination, décident de tirer sur cette masse jaune avec leur pistolet. Le lendemain, la masse jaune a repris sa forme initiale, et elle a encore doublé de volume ! Les pompiers sont appelés à leur tour, et décident de brûler la «chose». Rebelote, le lendemain, l’étrange masse jaune est encore là et elle a encore grossi ! Elle fait alors deux mètres carrés.

©Audrey DUSSUTOUR / CRCA / CNRS Photothèque

Le surlendemain, pourtant, la chose a disparu. Vu le contexte aux Etats-Unis à l’époque, les médias parlent très vite d’extra-terrestres qui auraient visité le jardin de la pauvre Marie. Et bien non, il s’agit «juste» d’un blob.

Qu’est-ce qu’un blob ?

Pour comprendre ce qu’est le blob, il vaut mieux commencer par comprendre ce qu’il n’est pas. Le blob n’est pas un animal. Ce n’est pas une plante non plus. Encore moins un champignon. Le blob est un organisme unicellulaire qui appartient au règne des amiboïdes. Visible à l’oeil nu, il est généralement de couleur jaune et se nourrit de spores, de champignons, de bactéries et d’autres microorganismes. Il est apparu sur terre il y a environ un milliard d’années, bien avant l’homme (6 millions d’années).

Le blob se cultive très bien in vitro, c’est une des raisons pour lesquelles il intéresse beaucoup les scientifiques. Par contre, il ne supporte ni la lumière ni la sécheresse.

Composé d’une seule cellule – un être humain en totalise à peu près 100 milliards – la cellule du blob comprend 40 paires de chromosomes et près de 34 000 gènes. Contrairement à tous les autres organismes unicellulaires, la cellule du blob contient plusieurs noyaux. En fait, plus elle grossit plus elle va en contenir, jusqu’à plusieurs milliards.

Caractéristiques inédites et pistes pour la recherche

Le plus gros blob jamais observé faisait plus de 10 mètres carrés. Il peut également se déplacer à la vitesse de 1 cm par heure, grâce à un réseau veineux à l’intérieur de la cellule. En effet, des fibres musculaires le long des veines de la cellules permettent au blob, par contraction, d’étendre sa membrane pour se déplacer. Un cas unique, présentant des similitudes avec la manière dont se développent les tumeurs, et qui à ce titre est l’objet de recherches multiples liées à la lutte contre le cancer. Mais ce n’est pas tout. En se déplaçant, le blob grandit, se nourrissant par contact. Il va se placer sur sa nourriture et la phagocyter, l’ingérant entièrement. Se faisant, il double de taille tous les jours !

Autre particularité, le blob peut entrer en dormance. En l’absence d’eau, il sèche, littéralement, et sa membrane se contracte alors autour de son système veineux. Son activité s’arrête, il ne grossit plus. Il est comme mort. Cet état de dormance peut durer jusqu’à deux ans. Replacé dans un milieu humide, le blob desséché revient à la vie. Petit détail, sa sortie de dormance s’accompagne d’un rajeunissement de la cellule. Ainsi le blob est quasi immortel en laboratoire, ce qui intéresse évidemment beaucoup les chercheurs, qui cherchent aujourd’hui à comprendre les mécanismes biologiques qui sous-tendent ces extraordinaires capacités.

Le blob, spécialiste en architecture de réseaux ?

Toshiyuki Nakagaki est un chercheur japonais, qui a beaucoup étudié le blob. Il a notamment réalisé une expérience célèbre – le labyrinthe – en 2008, où il a montré la capacité du blob, qui ne possède pourtant pas de cerveau, à sortir du dédale seul. Donc à résoudre un problème.

Dans cette expérience, des flocons d’avoine (le péché mignon du blob) sont installés à l’entrée et à la sortie d’un labyrinthe. Déposé dans le dispositif, le blob s’étend pour coloniser l’ensemble du labyrinthe puis se rétrécit pour finalement ne former plus qu’une ligne continue entre l’entrée et la sortie, empruntant le plus court chemin à chaque fois.

Deux ans plus tard, le chercheur japonais a renouvelé l’expérience pour démontrer la capacité du Blob à créer des réseaux intelligents. Pour cela,  il a reproduit, sur une plaque couverte de gel d’agar, la carte de la région de Tokyo, en déposant des flocons d’avoine sur les trente-six localités principales autour de la capitale japonaise. Il a ensuite installé un blob en lieu et place de la gare centrale de Tokyo. Le blob s’est alors déplacé pour ingérer les flocons d’avoine et comme on peut le voir sur cette vidéo, il a construit lui-même une forme de réseau.

Réseau qui va connecter tous les flocons d’avoine. Ce réseau a ensuite été comparé au réseau ferré japonais réel, et il apparaît que le blob a mieux travaillé que les ingénieurs japonais, puisque le réseau qu’il a formé est à la fois plus court, plus robuste et moins coûteux – virtuellement – que le réseau réel. Il s’agit donc là aussi d’une source d’inspiration pour les chercheurs, qui veulent aujourd’hui comprendre comment le blob – qui n’a donc pas de cerveau – fait pour mener à bien des actions pertinentes et efficaces. Cette étape est le préliminaire au développement d’applications pour l’industrie.

Le blob intéresse les chercheurs pour sa capacité à anticiper des événements

La troisième expérience notable réalisée par Toshiyuki Nakagaki et son équipe sur le Blob concerne l’anticipation des événements. Dans cette expérience, le chercheur japonais s’est «amusé» à exposer au froid des blobs – les blobs n’aiment pas le froid – à intervalles réguliers. Toutes les 30 minutes en l’occurence. Le blob placé dans un milieu nutritif grandit donc, et quand il est exposé au froid, au bout d’une demi-heure, il stoppe sa croissance. Quand les chercheurs ont arrêté l’exposition au froid, le blob a repris sa croissance normalement. 29 minutes et 30 secondes plus tard, alors que les chercheurs s’apprêtaient à renouveler l’exposition au froid, le blob s’est arrêté de grandir tout seul, anticipant le coup de froid à venir. Le blob est donc capable d’anticiper des événements et de s’y préparer.

Des recherches complémentaires ont été menées depuis, notamment par la française Audrey Dussutour, chargée de recherche au CNRS et spécialiste mondiale du blob.

Le blob acquiert l’information et la transmet par contact

Audrey Dussutour a notamment réussi à mettre en évidence la capacité du blob à réguler au mieux son régime alimentaire et à faire passer une information à un autre blob par contact.

La chercheuse a également mis en évidence des différences comportementales entre différentes souches de blobs, avec des caractères propres à chaque souche.

Dernier exemple, le blob produit de petites protéines microscopiques non toxiques et dégradées naturellement par l’humain. Un débouché possible pourrait ainsi être la pharmacologie, puisque ces molécules pourraient servir de véhicules pour transporter certains médicaments à l’intérieur du corps.

Un aperçu de l’ensemble de ses recherches menées sur le blob par Audrey Dussutour est disponible ici.

Le blob est donc une source de bio-inspiration très particulière pour les chercheurs, puisque cet organisme développe une forme d’intelligence sans synapses ni neurones, cas extrêmement rare dans le règne du vivant. Un défi à la compréhension pour le moment, mais un potentiel applicatif qui pourrait intéresser de nombreux domaines de l’industrie dans le futur : pharmacologie, médecine, architecture de réseaux, transmission de l’information… Pour l’instant nous n’en sommes pas encore à cette phase là.

Pour aller plus loin

Posté le par Pierre Thouverez

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