Des scientifiques cultivent des fleurs phosphorescentes en insérant de l’ADN de champignons bioluminescents

  • Des chercheurs ont pu prendre de l’ADN de certains champignons et l’ajouter à des plantes
  • Ils ont commencé par le plant de tabac car ils ont une structure relativement simple
  • Le procédé permet aux nouvelles plantes d’avoir une « lueur constante et renouvelable »

Des plantes qui « brillent…dans le noir » ont été développées par des chercheurs à partir d’ADN prélevé sur des champignons – et ils espèrent pouvoir vendre des roses lumineuses à l’avenir.

Une équipe mondiale de chercheurs, financée par la start-up de biotechnologie Planta, a découvert que la bioluminescence de certains champignons est similaire aux processus naturels des plantes.

ADVERTISSEMENT

Ceci leur a permis de prendre l’ADN des champignons et de créer de nouvelles plantes qui brillent beaucoup plus que ce qui a été possible avec d’autres techniques dans le passé.

Pour l’instant, ils n’ont créé qu’une version de la plante de tabac, mais ils espèrent pouvoir produire des roses, des pervenches et d’autres fleurs de jardin à l’avenir.

Des plantes qui « brillent dans le noir » ont été mises au point par des chercheurs à l’aide d’ADN prélevé sur des champignons – et ils espèrent pouvoir vendre des roses lumineuses à l’avenir

L’étude est le fruit d’une collaboration entre 27 scientifiques de Planta, de l’Académie russe des sciences, du MRC de Londres et de l’Institut des sciences et des technologies d’Autriche.

Les auteurs principaux, le Dr Kaen Sarkisyan et le Dr Illa Yampolsky ont déclaré que ce n’est pas seulement pour l’esthétique – la lumière biologique peut être utilisée pour observer le fonctionnement interne d’une plante.

Les plantes contenant l’ADN du champignon brillent continuellement tout au long de leur cycle de vie, du semis à la maturité – elles n’ont pas besoin d’acquérir de nouveaux produits chimiques.

Ceci contraste avec d’autres formes de bioluminescence couramment utilisées, comme l’ADN qui est prélevé sur des lucioles et ajouté aux plantes – réalisé pour la première fois il y a 30 ans.

Les plantes transforment une molécule en lumière grâce à quatre enzymes

Bien que les champignons ne soient pas étroitement liés aux plantes, ils partagent tous deux une molécule que les scientifiques ont utilisée.

La lumière des champignons est centrée sur une molécule organique qui est également nécessaire aux plantes pour fabriquer les parois cellulaires.

Dans les champignons, cette molécule, appelée acide caféique, produit de la lumière à travers un cycle métabolique.

Dans les plantes, l’acide caféique est un élément constitutif de la lignine, qui aide à fournir une résistance mécanique aux parois cellulaires.

Le cycle dans les champignons – et dans ces nouvelles plantes – implique quatre enzymes.

Deux enzymes convertissent l’acide caféique en un précurseur luminescent – une sorte de « première étape ».

Ce dernier est ensuite oxydé par une troisième enzyme pour produire un photon.

La dernière enzyme reconvertit la molécule oxydée en acide caféique pour recommencer le cycle.

Malgré leurs noms à consonance similaire, l’acide caféique n’est pas lié à la caféine.

La nouvelle découverte peut également être utilisée à des fins pratiques et esthétiques, plus particulièrement pour créer des fleurs lumineuses et d’autres plantes ornementales.

Si remplacer les lampadaires par des arbres lumineux peut s’avérer fantaisiste, les plantes produisent une agréable aura verte qui émane de leur énergie vivante.

Selon les auteurs, les plantes peuvent produire plus d’un milliard de photons par minute.

Le Dr Keith Wood, PDG de Light Bio, faisait partie de l’équipe qui a créé la première plante luminescente en utilisant un gène de lucioles.

ADVERTISSEMENT

« Ces nouvelles plantes peuvent produire une lueur beaucoup plus brillante et plus régulière, qui est entièrement incarnée dans leur code génétique.

La conception de nouvelles caractéristiques biologiques est plus complexe que le simple déplacement de parties génétiques d’un organisme à un autre, indiquent les auteurs.

Les nouvelles parties ajoutées à la plante doivent « s’intégrer métaboliquement » dans l’hôte.

Pour la plupart des organismes, les parties nécessaires à la bioluminescence ne sont pas toutes connues. et jusqu’à récemment, une liste complète des parties n’était disponible que pour la bioluminescence bactérienne.

Les tentatives passées de créer des plantes lumineuses à partir de ces parties n’ont pas bien fonctionné, en grande partie parce que les parties bactériennes ne fonctionnent généralement pas correctement dans les organismes plus complexes.

Il y a environ un an, les chercheurs ont trouvé des parties au sein de certains types de champignons qui entretiennent la bioluminescence.

C’est la première fois que la lumière vivante d’un organisme multicellulaire avancé avait été entièrement définie par les scientifiques et a ouvert la voie à ce nouveau développement dans les plantes.

Cela leur a permis de fabriquer des plantes lumineuses qui sont au moins dix fois plus lumineuses que les tentatives précédentes utilisant l’ADN de la luciole.

En utilisant des caméras ordinaires et des smartphones, l’illumination verte a été enregistrée provenant des feuilles, des tiges, des racines et des fleurs.

Ils y sont parvenus sans nuire à la santé de la plante portant le nouvel ADN.

Cliquez ici pour redimensionner ce module

Bien que les champignons ne soient pas étroitement liés aux plantes, leur émission de lumière est centrée sur une molécule organique qui est également nécessaire aux plantes pour fabriquer les parois cellulaires.

Cette molécule, appelée acide caféique, produit de la lumière grâce à un cycle métabolique impliquant quatre enzymes.

Deux enzymes convertissent l’acide caféique en un précurseur luminescent, qui est ensuite oxydé par une troisième enzyme pour produire un photon.

La dernière enzyme reconvertit la molécule oxydée en acide caféique pour recommencer le cycle.

Dans les plantes, l’acide caféique est un élément constitutif de la lignine, qui aide à fournir une résistance mécanique aux parois cellulaires et elle fait partie de la biomasse d’une plante et l’une des ressources renouvelables les plus abondantes sur Terre.

En tant que composant clé du métabolisme des plantes, l’acide caféique fait également partie intégrante de nombreux autres composés essentiels impliqués dans les couleurs, les parfums, les antioxydants, etc.

Malgré leurs noms à consonance similaire, l’acide caféique n’est pas lié à la caféine.

En connectant la production de lumière à cette molécule vitale, l’équipe a pu créer une plante qui peut révéler aux scientifiques des informations sur sa propre composition.

Elle peut révéler l’état physiologique des plantes et leurs réponses à l’environnement.

Les plantes contenant l’ADN du champignon brillent continuellement tout au long de leur cycle de vie, du semis à la maturité – elles n’ont pas besoin d’acquérir de nouveaux produits chimiques

‘Par exemple, la lueur augmente considérablement lorsqu’une peau de banane mûre est placée à proximité (qui émet de l’éthylène)’, ont écrit les auteurs.

Avertissements

Les parties les plus jeunes des plantes ont tendance à briller davantage et les fleurs sont particulièrement lumineuses.

Des motifs ou des vagues de lumière vacillantes sont souvent visibles, révélant des comportements actifs au sein des plantes qui seraient normalement cachés.

Dans cette recherche publiée, les auteurs se sont appuyés sur des plants de tabac en raison de leur génétique simple et de leur croissance rapide.

Les recherches menées à Planta, et par Arjun Khakhar et ses collègues, ont démontré la faisabilité pour d’autres plantes lumineuses, y compris la pervenche, le pétunia et la rose.

Des plantes encore plus lumineuses peuvent être attendues avec des développements ultérieurs.

De nouvelles caractéristiques peuvent être possibles, comme le changement de luminosité ou de couleur en réponse aux personnes et à l’environnement.

« Grâce à cette aura vivante, nous pourrions même acquérir une nouvelle conscience de nos plantes qui émulent l’allure inspirante d’Avatar », ont écrit les auteurs.

La recherche a été publiée dans la revue Nature Biotechnology.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.