Comment se forment les cristaux liquides biologiques chiraux

Connus pour leur utilisation dans les écrans plats, les cristaux liquides* sont également omniprésents dans les processus biologiques et le monde vivant. Comme dans les écrans plats où les molécules de cristal liquide présentent une configuration torsadée, celles-ci s’agencent spontanément en hélice dans la plupart des cristaux liquides biologiques (ADN, collagène…), une organisation particulière, dite « cholestérique »**.

Les molécules qui composent ces cristaux liquides sont chirales***. C’est la propagation de cette chiralité à l’échelle supra-moléculaire qui est à l’origine de ces morphologies hélicoïdales et qui soulève toujours de nombreuses questions fondamentales. Questions auxquelles deux scientifiques du Centre de recherche Paul-Pascal (CNRS / Université de Bordeaux) et de l’ENS Lyon (CNRS / Université de Claude Bernard) viennent d’apporter des réponses en étudiant des cristaux liquides cholestériques à base de bactériophages, des virus qui infectent des bactéries. Profitant de la versatilité de ces systèmes et combinant expériences et simulations, ils ont réussi à identifier les interactions complexes entre molécules chirales menant à l'hélicité macroscopique observée dans ces cristaux liquides.

La compréhension de ces mécanismes de transfert de chiralité des molécules vers les morphologies hélicoïdales s’avère cruciale tant pour la recherche fondamentale que pour les perspectives d’applications dans le domaine des biomatériaux ou de la médecine régénérative. Des résultats à retrouver dans revue Nature Materials.

* Les cristaux liquides constituent un état stable de la matière et présentent à la fois les propriétés d’un liquide (fluidité) et les propriétés (optiques) d’un solide cristallin.

** En référence aux dérivés du cholestérol dans lesquels elle a été observée pour la première fois au XIX^e siècle.

*** Comme pour vos deux mains, une molécule est dite chirale si elle n’est pas superposable à son image à travers un miroir. 

Rédacteur : CCdM