Eclairez-vous avec des plantes...

Des plantes bioluminescentes pour éclairer les villes

Le projet "Glowing Plants" aux États-Unis vise à rendre artificiellement bioluminescentes des plantes. À terme, les chercheurs espèrent parvenir à rendre l'éclairage urbain obsolète.



Et si, plutôt que d'être éclairées à la lumière électrique des ampoules des réverbères, les villes du futur ressemblaient au monde féerique de Pandora, dans le film Avatar ? C'est le projet fou de trois biohackers américains qui ont monté ensemble un projet appelé "Glowing Plants" (plantes bioluminescentes).

Leur idée consiste en effet à transférer une capacité biologique naturelle qu'ont certains animaux à émettre de la lumière (la luciole par exemple) à des végétaux qui n'en sont pas naturellement dotés (contrairement à Panellus stipticus, le champignon bioluminescent qui illustre cet article).

Et ça marche ! Dans un fab-lab (un espace de création collaborative en libre accès) de Californie, les trois biohackers sont parvenus à rendre bioluminescents un plant d'Arabidopsis, une petite plante de la famille des Brassicacées, comme le chou ou la moutarde.

Pour cela, l'équipe a utilisé un outil classique en génétique végétale : une bactérie appelée Agrobactérium. Cette dernière a en effet une propriété précieuse pour les biologistes : elle est capable de transférer une partie de son ADN à l'intérieur de la plante. Dans la nature, l'ADN bactérien qui entre ainsi dans la cellule végétale a pour effet de provoquer chez elle des tumeurs appelées galles.



En laboratoire, cette bactérie est un outil de choix pour les généticiens qui savent exploiter cette compétence de transfert d'ADN à leur profit. En effet la séquence génétique responsable des tumeurs végétales est portée par un plasmide (un petit bout d'ADN circulaire). Les généticiens savent la repérer, la supprimer, et la remplacer par la séquence d'ADN de leur choix. En l'occurrence, le gène codant pour la bioluminescence. Un gène bien connu car identifié depuis 1989.

Mais le trio de biohackers ne dispose pas des moyens techniques nécessaires pour produire cette séquence génétique par leurs propres moyens. Qu'à cela ne tienne, ils la commandent donc auprès de la société Cambrian Genomics, un prestataire spécialisé dans la fabrication de telles séquences à destination des laboratoires.

Il leur suffit ensuite de placer ce plasmide modifié dans la bactérie puis de la laisser tranquillement se multiplier. Les chercheurs obtiennent ainsi une solution contenant des centaines de milliers de clones de la bactérie, porteurs de ce plasmide génétiquement modifié.

Il ne reste plus alors qu'à mettre le végétal en contact avec les bactéries en l'immergeant quelques secondes dans le mélange. Ces dernières injectent alors leur plasmide génétiquement modifié dans la plante qui, quelques temps plus tard, exprimera le gène qui la rendra bioluminescente.



Pour financer leur projet, l'équipe est passée par la plateforme de financement collaboratif kickstarter. Et le succès a été au rendez vous puisqu'au moment où nous écrivons ces lignes, près de 380 000 dollars ont déjà été collectés. Ainsi, la première phase de leur projet (les travaux préliminaires sur l'Arabidopsis) est largement financée, et la seconde (rendre une rose bioluminescente) est en passe de l'être.

Certes, les trois généticiens n'en sont pas encore au point de remplacer les ampoules par des plantes. Il reste encore beaucoup de travail à accomplir, notamment en ce qui concerne l'intensité de la lumière émise par les végétaux. Mais pour eux, tous les espoirs sont permis "car il y a un énorme potentiel dans le mécanisme énergétique des plantes", explique, dans la vidéo ci-dessus, Antony Evans, le responsable de la coordination sur le projet. "Elles convertissent le sucre et les nutriments pratiquement sans perte, et produisent ainsi une lumière froide", poursuit-il.

De plus, en multipliant la surface végétale, les trois scientifiques espèrent produire à terme une quantité de lumière suffisante pour éclairer correctement une rue.

Si l'on peut apprécier l'esthétique tout comme le coté pratique d'un tel éclairage végétal diffus, on peut en revanche s'interroger sur le risque que représente la dissémination d'une telle plante génétiquement modifiée dans l'environnement urbain. Un problème sur lequel se sont déjà penchés les trois collègues.

Aussi, sont-ils allés poser la question à George Church, un professeur de génétique à l'Université médicale de Harvard dans le Massachusetts.



"C’est une modification génétique mineure par rapport à celles couramment pratiquées pour doter des cultures de gènes de résistance aux herbicides par exemple, explique le professeur dans la vidéo ci-dessus. Cette modification génétique ne fait rien synthétiser de particulier hors de la plante. Aussi, si elle se dissémine, les conséquences pour l'environnement ne seront sans doute pas si graves que cela", précise-t-il.

Et pour cause, "pour produire de la lumière, les plantes consomment de l’énergie. La bioluminescence constitue donc plutôt un désavantage par rapport au plantes sauvages" renchérit le biologiste Omri Amirav-Drory, membre de l'équipe Glowing Plant. Il est donc peu probable que les plantes porteuses de ce gène aient un avantage sur leurs homologues sauvages si elles venaient à s'échapper dans la nature.