Les molécules que renferment les cellules vivantes ont des propriétés d’auto-organisation qui sont impliquées dans deux évènements très importants de la vie d’une cellule : sa division et son mouvement. Un dysfonctionnement de l’un ou de l’autre est d’ailleurs caractéristique d’une maladie grave comme le cancer. Nos cellules se déplacent grâce à une mécanique interne sophistiquée : en poussant leur membrane par l’intérieur à certains endroits, elles se déforment, et se mettent en mouvement en adhérant sur les parois extérieures. L’énergie chimique qui assemble et organise les molécules lors de ce processus est ainsi transformée en énergie mécanique. C’est à une échelle intermédiaire, située entre celle de la molécule, et celle de la cellule entière, qu’on s’intéressera ici.
Nous donnerons des exemples expérimentaux de mouvements dans lesquels l’énergie chimique est transformée en énergie mécanique. Ces exemples seront d’abord empruntés à la physico-chimie. Nous manipulerons ensuite une cellule vivante dont le mouvement ressemble à celui de nos cellules : un spermatozoïde du ver « nématode ». Nous décrirons enfin comment certaines bactéries détournent la machinerie cellulaire pour se déplacer elles-mêmes à l’intérieur de nos cellules et nous étudierons l’environnement physique dans lequel elles évoluent. Nous montrerons que le mouvement de ces bactéries peut être copié en laboratoire, afin d’en extraire les lois physiques qui régissent leur déplacement. Ces systèmes expérimentaux simplifiés peuvent être également utilisés pour l’étude biochimique de l’assemblage des molécules impliquées dans le mouvement de nos cellules.
Cellules de spermatozoïdes de vers « nématodes » se déplaçant en rampant sur une surface. Taille d’une cellule : environ 4 micromètres.
