À l'intérieur de chaque cellule, il existe un échafaudage de filaments – comme des échafaudages de construction qui lui donnent sa forme et lui permettent de se déplacer. Ces filaments sont reliés par des protéines de liaison : certaines les maintiennent simplement ensemble, comme des cordes, tandis que d'autres agissent comme de minuscules moteurs qui rampent le long des filaments et les tirent les uns vers les autres. La coordination de cette équipe détermine si la cellule peut se diviser, ramper ou changer de forme.

Pendant longtemps, il n'existait pas de théorie unifiée pour prédire la force totale générée par un mélange de liaisons passives et motrices. Les auteurs de ce nouveau travail ont développé une telle théorie, en s'appuyant sur la thermodynamique des systèmes hors équilibre – une branche de la physique qui décrit les processus loin du repos. Leur formule décompose la force totale en trois parties : entropique (tendance au désordre), active (mouvement des moteurs) et frictionnelle (frottement). C'est comme décomposer l'effort d'une équipe de déménageurs en la contribution de chacun : qui tire, qui pousse, qui gêne simplement.

La formule a été testée sur quatre expériences où l'on étudiait comment les liaisons passives et motrices influencent ensemble des paires de filaments. La théorie a permis de séparer les contributions de chacune des trois forces et de comprendre quel processus physique est responsable de l'effort total dans chaque cas. Cela permet de comparer quantitativement différentes combinaisons de liaisons et de prédire comment elles affecteront la formation de motifs le long des filaments et la dynamique de leurs paires.

Une telle théorie est un pas vers le calcul du comportement cellulaire comme une structure d'ingénierie. En connaissant les propriétés des protéines, on peut prédire comment le cytosquelette changera si l'on ajoute ou retire certaines liaisons. Cela est important pour comprendre de nombreuses maladies où la mécanique cellulaire est perturbée, et pour créer des structures cellulaires artificielles.