Des vers nourris aux points quantiques de carbone produisent de la soie fluorescente

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Les vers à soie ayant mangé les points quantiques de carbone présentent une fluorescence qui se transmet à la soie produite. | Huan-Ming Xiong/Fudan University
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Des scientifiques de l’université Fudan, à Shanghai, ont développé une technique permettant de rendre des vers à soie fluorescents — impliquant de les nourrir aux « points quantiques de carbone ». Étonnamment, les vers produisent ainsi une soie qui possède cette même propriété.

Les résultats des recherches de l’équipe ont été publiés dans la revue Advanced Materials. Ceux-ci font état de leurs avancées sur la « production » de vers à soie fluorescents. Tout l’intérêt de cette transformation réside dans la soie sécrétée naturellement par ces petites bêtes. En effet, le procédé que les chercheurs ont utilisé pour générer cette fluorescence fait que la propriété se transmet à la soie elle-même.

Il serait donc possible de produire des textiles fluorescents, mais des applications plus techniques sont aussi envisageables selon les scientifiques, notamment dans l’ingénierie biologique ainsi que pour le développement de produits médicaux.

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Le Bombyx mori, ou « Bombyx du mûrier », est un papillon dont la chenille est communément appelée « ver à soie », pour sa capacité à produire naturellement ce matériau délicat. À l’état naturel, il ne présente presque aucune fluorescence. Pour changer cet état de fait, les chercheurs ont utilisé des points quantiques de carbone (CQD).

Les points quantiques de carbone sont des nanoparticules de carbone, des semi-conducteurs qui font moins de 10 nanomètres et qui ont la particularité d’émettre des longueurs d’onde spécifiques de lumière. Ils sont connus notamment pour présenter une forte photoluminescence, une faible toxicité et une forte biocompatibilité.

Une fluorescence rouge vif obtenue grâce à des feuilles de mûriers

Pour utiliser ces propriétés sur les vers à soie, les chercheurs les ont tout simplement nourris avec des points quantiques de carbone. Au préalable cependant, ils ont dû fabriquer des points quantiques de carbone à partir de feuilles de mûriers, dont les vers à soie sont friands. Il les ont ensuite broyées puis ont procédé à plusieurs opérations de filtrage, de chauffage et de refroidissement, pour finalement mélanger la solution à de l’eau et du dichlorométhane afin d’obtenir une solution liquide qui contenait les points de carbone après décantation.

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Ces points quantiques ont été absorbés par les vers à soie à partir des tubes digestifs, puis transférés dans les glandes à soie et enfin dans les cocons, tandis que ceux qui n’étaient pas absorbés s’évacuaient avec les matières fécales. Finalement, les scientifiques ont obtenu des cocons d’une couleur rose à la lumière du jour, et qui s’illuminaient d’un fluo rouge vif sous lumière ultraviolette (UV).

resultats vers fluorescents
Pour le groupe test, (a) un ver à soie de stade 5 derrière un filtre optique et (b) un ver à soie en phase de cocon sans aucun filtre optique ; (c) L’abdomen agrandi d’un ver à soie de stade 5 enregistré par un microscope à fluorescence stéréo automatique. (d) Un ver à soie au 5e stade du groupe témoin, vu par le biais d’une caméra sans aucun filtre optique. Toutes les photos ont été prises sous la même irradiation de lumière verte. © Huan-Ming Xiong et al./Fudan University.

Après être sortis des cocons, les papillons, également rouges fluorescents, peuvent s’accoupler et pondre des œufs fluorescents, qui éclosent normalement. La seconde génération présentait un cycle de croissance normal dans le cadre de l’étude. « Après s’être nourris avec les points de carbone, les vers à soie présentent une fluorescence rouge vif, se développent sainement, coconnent normalement et se transforment finalement en papillons de nuit », peut-on lire dans l’extrait du rapport scientifique de cette expérience, qui se félicite de la bonne biocompatibilité apparente du matériau choisi. De tels résultats en matière de luminescence avaient déjà été obtenus par le passé, mais il avait fallu passer par de la manipulation génétique sur les vers.

Source : Advanced Materials

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