Et si des plantes capables de briller dans le noir remplaçaient un jour nos lampes ?

Une équipe d’ingénieurs américains est parvenue à trouver le moyen de créer des plantes capables de briller dans le noir, en se basant sur les capacités des lucioles.

Et si vous pouviez un jour remplacer votre lampe de bureau par une plante ? Une plante qui vous permettrait de lire dans le noir ? Le projet parait fou et pourtant, cela pourrait devenir possible dans le futur. C’est du moins ce que suggèrent les travaux récemment dévoilés dans la revue Nano Letters par des ingénieurs américains.

Ces scientifiques de l’Université de Californie et de l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT) sont en effet parvenus à franchir un pas important vers cette éventualité, en créant des plantes capables de briller dans le noir. Leur secret ? Ils se sont inspirés de la nature et plus précisément des lucioles, ces insectes largement connus pour produire de la lumière.

« La nature a produit de nombreux organismes bioluminescents, cependant, les plantes n’en font pas partie », ont expliqué les ingénieurs. « La plupart des tentatives menées jusqu’ici pour créer des végétaux bioluminescents se sont basées sur l’introduction de gènes de bactéries luminescentes ou de lucioles via l’ingénierie génétique ».

Plantes lumineuses

Ces plantes brillent dans l’obscurité grâce des enzymes de lucioles (Source : Newatlas.com)

« Toutefois, amener les bons composés aux bons endroits à l’intérieur des plantes s’est révélé être un défi », ont-ils poursuivi. Pour surmonter les obstacles, l’équipe a ainsi eu l’idée d’adopter une nouvelle approche. L’objectif : créer des nanoparticules capables de voyager vers des destinations spécifiques à l’intérieur des plantes et leur faire gagner des propriétés inédites.

Dans le cas présent, l’équipe dirigée par Seon-Yeong Kwak du MIT s’est tournée vers un composé appelé luciférase. C’est cette enzyme qui donne la capacité aux lucioles de briller en agissant sur une molécule appelée luciférine. Ils ont également utilisé un autre composé, le co-enzyme A, qui a pour effet de booster l’activité de la luciférase.

Ces trois molécules, la luciférase, la luciférine et le co-enzyme A, ont été utilisées pour charger différents types de nanoparticules : des particules de silice de 10 nanomètres de diamètre pour la première et des particules de polymère un peu plus grandes pour les deux autres. Enfin, des plantes ont été immergées dans des solutions contenant ces structures et exposées à de fortes pressions pour aider ces dernières à pénétrer dans les feuilles.

Les particules de luciférine et de co-enzyme A ont été conçues pour s’accumuler dans la couche interne des feuilles dans l’espace extracellulaire, tandis que les particules de luciférase plus petites, ont la capacité de pénétrer à l’intérieur même des cellules. Ceci permet de libérer progressivement la luciférine qui entre alors à son tour dans les cellules pour réagir avec l’enzyme.

Selon l’étude publiée, ce mode d’action a parfaitement fonctionné. Les premiers efforts des chercheurs ont donné naissance à des plantes capables de briller pendant 45 minutes. Une durée qu’ils ont depuis réussi à augmenter jusqu’à 3,5 heures. La lumière générée par un échantillon de cresson de 10 centimètres serait ainsi 100.000 fois plus importante que celle de plants de tabac modifiés avec l’approche génétique testée jusqu’ici.

La méthode reste néanmoins à améliorer. Ce même échantillon de cresson fournirait seulement un millième de la quantité de lumière nécessaire pour lire mais les scientifiques pensent pouvoir améliorer la lumière émise ainsi que la durée en optimisant les concentrations et les rythmes de libération des différents composants. D’après eux, leur technique présenterait également l’avantage d’être applicable sur différents types de plantes.

Outre le cresson, les ingénieurs ont également testé la roquette, le chou frisé ainsi que des épinards. « Notre vision est de concevoir une plante qui fonctionnera comme une lampe de bureau – une lampe que vous n’avez pas à brancher. La lumière est alimentée par le métabolisme énergétique de la plante elle-même », a détaillé Michael Strano, principal auteur de l’étude cité dans un communiqué.

« Les plantes peuvent s’auto-réparer, elles ont leur propre énergie et elles sont déjà adaptées à l’environnement extérieur », a-t-il ajouté. Autant d’avantages qui pourraient être bénéfiques pour une toute nouvelle forme d’éclairage. Ces spécialistes ne sont d’ailleurs pas les premiers à s’intéresser aux plantes dans ce domaine, un designer et architecte néerlandais, Daan Roosegaarde en avait fait de même il y a quelques années.

L’équipe de Seon-Yeong Kwak n’entend pas en rester là. Elle espère développer de nouvelles versions de son invention qui utiliseraient de la peinture ou un spray pour injecter les nanoparticules dans les plantes. Elle pense même pouvoir créer un moyen « d’éteindre » les plantes en ajoutant des nanoparticules transporteuses d’un composé capable de stopper l’activité de la luciférase.

Ceci pourrait permettre, selon les chercheurs, de créer des plantes qui stoppent leur émission de lumière en réponse aux conditions environnementales telles que l’ensoleillement par exemple. « Notre travail ouvre très sérieusement la porte vers des réverbères qui ne seraient rien d’autre que des arbres traités », a conclu Michael Strano.

Source : Maxisciences

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