Des bactéries dans votre tablette

Technologie Des étudiants lausannois planchent sur un nouveau type d’écran tactile intégrant des éléments organiques

Ils présenteront leur projet fin octobre lors d’un concours organisé par le prestigieux MIT à Boston

Pas de répit pour les smartphones et autres tablettes. A peine ont-ils envahi nos poches et nos salons que certains songent déjà à leur prochaine évolution. Sakura Nussbaum et ses treize camarades étudiants en bachelor Sciences du vivant à l’EPFL sont de ceux-là. «Nous travaillons sur le design et la fabrication d’un «BioPad», une tablette tactile fonctionnant à l’aide de composés biologiques, en l’occurrence des bactéries qui émettent de la lumière lors d’une pression appliquée sur l’écran», résume la jeune étudiante. Leur projet n’en est qu’à ses prémices, mais il n’en demeure pas moins encourageant.

Lorsqu’on soumet des bactéries à une pression mécanique, ­celles-ci ne restent pas inertes mais réagissent pour en limiter les conséquences. C’est le cas par exemple chez Escherichia coli, une bactérie intestinale très commune. Une pression sur son enveloppe lui fait produire des protéines protectrices qui rigidifient sa structure afin de limiter cet écrasement. Le mécanisme par lequel elle y parvient demeure incertain, mais Sakura Nussbaum et ses collègues l’ont étudié d’un peu plus près. Ils ont remarqué qu’il fait intervenir une protéine nommée CpxR, dont le rôle est de stimuler la production de ces protéines protectrices. En l’absence de pression, CpxR est divisée en deux parties distinctes et inactives. Ces dernières se rassemblent en cas de pression sur l’enveloppe de la bactérie et constituent la protéine CpxR proprement dite, active cette fois. L’équipe d’étudiants s’est basée sur ce mécanisme pour concevoir son projet. «Nous avons génétiquement modifié Escherichia coli afin qu’elle émette de la lumière lorsqu’elle est soumise à une pression mécanique», détaille Sakura Nussbaum. La luminescence est assurée par une protéine issue des vers à soie, la luciférase. Cette dernière est en quelque sorte «greffée» sur la protéine CpxR et n’émet de la lumière que lorsque les deux moitiés sont assemblées.

Les étudiants disposent ainsi de bactéries qui brillent lorsqu’on les touche. Pour en tirer parti, ils ont eu recours à une puce microfluidique. Il s’agit d’une petite plaque de quelques centimètres de long constituée de PDMS, un polymère de carbone et de silicium et dont la structure est légèrement malléable. La puce est garnie de 768 minuscules cavités de quelques dizaines de micromètres de diamètre dans lesquelles sont placées les bactéries avec un peu de milieu de culture. «Chaque chambre constitue en quelque sorte un pixel», indique Axel De Tonnac, le spécialiste en microfluidique de la bande. Les étudiants vérifient actuellement que leurs bactéries émettent bien de la lumière lorsqu’on applique une pression sur chaque cavité. Voilà où en sont leurs travaux. Evidemment, on est encore bien loin d’un hypothétique «BioPad», mais le projet n’a démarré que cet été. «Nous en sommes encore au stade de preuve de concept, reconnaît Axel De Tonnac. Mais notre objectif, pour l’instant, c’est de nous assurer que tout fonctionne comme nous l’attendions, et de présenter nos travaux au concours iGEM.»

Toute l’équipe va en effet bientôt s’envoler pour Boston où se tiendra le concours International Genetically Engineered Machine (iGEM). Organisée à partir du 30 octobre prochain par le Massachusetts Institute of Technology (MIT), cette compétition rassemble 220 équipes d’étudiants de différentes spécialités. Elle met à l’honneur la biologie synthétique, une discipline dans laquelle les biologistes endossent une casquette d’ingénieur et fabriquent des composants biologiques standardisés, des «biobriques» qui pourront servir par la suite à d’autres chercheurs désireux de doter des organismes vivants de telle ou telle fonction.

Bien entendu, les obstacles à la réalisation d’un écran demeurent nombreux. Comment renouveler leur milieu de culture une fois celui-ci épuisé? Comment contrôler leur multiplication sans compromettre le fonctionnement des circuits électroniques?

Bent Stumpe, retraité du CERN et inventeur du premier écran tactile en 1972, a entendu parler de ce projet. Pour lui, il ne faut pas se laisser impressionner par ce genre d’inconvénient. «Ils doivent absolument persévérer dans ces travaux. Je suis persuadé que les écrans du futur allieront électronique et biologie», assure le chercheur.

Rolf Heuer

«C’est un projet fascinant, avec des étudiants curieux et créatifs. Si j’étais à leur place, je poursuivrais ces travaux quel que soit le résultat de ce concours. Qui sait sur quoi cela pourrait déboucher un jour? Cela me rappelle les débuts des écrans tactiles. Lorsque les ingénieurs du CERN les conçurent pour les systèmes de contrôle des accélérateurs dans les années 1970, qui aurait pu deviner que, des années plus tard, une technologie similaire serait inventée et deviendrait aussi couramment utilisée?»

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Rolf Heuer

C’est un projet fascinant, avec des étudiants curieux et créatifs. Si j’étais à leur place, je poursuivrais ces travaux quel que soit le résultat de ce concours. Qui sait sur quoi cela pourrait déboucher un jour? Cela me rappelle les débuts des écrans tactiles. Lorsque les ingénieurs du CERN les conçurent pour les systèmes de contrôle des accélérateurs dans les années 1970, qui aurait pu deviner que, des années plus tard, une technologie similaire serait inventée et deviendrait aussi couramment utilisée?