Une équipe d’ingénieurs de l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT) a développé une plante luminescente, sans même effectuer de modifications génétiques sur cette dernière.

Dirigée par le chercheur postdoctoral Seon-Yeong Kwak, l’équipe a créé un cresson de fontaine qui brille, sans même modifier génétiquement la plante. Ils espèrent qu’un jour leurs recherches permettront de réduire notre dépendance à l’éclairage électrique. « L’idée est de créer une plante qui fonctionnera comme une lampe de bureau – une lampe que vous n’avez pas à brancher. La lumière est finalement « alimentée » par le métabolisme énergétique de la plante », a déclaré l’auteur Michael Strano.

En 2014 déjà, les chercheurs d’une société de biotechnologie ont annoncé qu’ils avaient produit une plante de tabac génétiquement modifiée et produisant une faible lueur. Mais l’équipe du MIT a pris un chemin bien différent. Au cours de ces dernières années, le laboratoire de Strano a travaillé sur un domaine de recherche appelé nanobionique végétale. Cela implique d’infuser les cellules de la plante avec des nanoparticules capables d’effectuer une tâche particulière.

Premièrement, ces particules sont suspendues dans une solution liquide. Ensuite, la plante est immergée dans cette solution et pressurisée. Cela permet d’ouvrir les stromas (de minuscules pores sur la face inférieure des feuilles), permettant aux nanoparticules d’entrer.

En utilisant cette technique, le laboratoire a déjà produit des plantes capables de détecter des explosifs ou de surveiller les conditions de sécheresse.

Dans le cas des plantes lumineuses, l’équipe a chargé des nanoparticules avec l’enzyme luciférase et la molécule luciférine, des produits chimiques qui agissent ensemble pour produire de la bioluminescence chez les lucioles ainsi que certains animaux marins bioluminescents, tels que les copépodes et les méduses. La luciférase décompose la luciférine, et cela créé une lueur.

Ils ont également ajouté une molécule appelée coenzyme A, qui supprime un sous-produit de la réaction entre la luciférase et la luciférine, qui peut inhiber l’activité de la luciférase. Ils ont alors introduit les nanoparticules dans Nasturtium officinale, le cresson de fontaine : la lumière produite reste assez faible (à moitié aussi brillante qu’une LED commerciale de 1 microwatt, soit environ un millième de la lumière nécessaire pour lire). Mais il s’agit tout de même d’une grande avancée par rapport à la plante de tabac génétiquement modifiée, avec une amélioration d’un facteur d’environ 100 000. L’équipe de recherche pense également qu’à l’avenir, ils pourront augmenter le niveau de lumière produite.

Initialement, les plantes ont brillé durant environ 45 minutes, mais l’équipe a depuis réussi à augmenter cette durée, jusqu’à 3.5 heures. « Notre objectif est d’effectuer un traitement lorsque la plante est mature, et qu’elle soit fonctionnelle pour toute sa durée de vie. Notre travail nous dirige sérieusement vers ce qui pourrait être un jour, de véritables « réverbères » naturels, qui ne seraient rien d’autre que des arbres traités », a déclaré Strano.

Les chercheurs ont également démontré qu’ils peuvent « éteindre la lumière » en introduisant un inhibiteur de luciférase. Ils espèrent pouvoir développer une plante qui puisse éteindre sa lueur quand elle détecte la lumière du Soleil, par exemple.

VIDÉO : Des plantes luminescentes

Sources : Nano Letters, MIT

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