Des ingénieurs du MIT voudraient transformer nos plantes d’intérieur en lampe de chevet. Ils ont modifié des plants de cresson pour les faire luire pendant quelques heures consécutives et, bien qu’elle soit à peu près aussi brillante que ces vieilles étoiles que vous auriez pu coller à votre plafond, leur plan sur le long terme est de développer des plantes qui pourraient réduire le besoin en éclairage électrique.

L’idée d’une plante lumineuse n’est pas particulièrement nouvelle. Elles ont été promises par des campagnes de financement (Kickstarter) depuis des années (notamment Bioglow et Glowing Plants) mais ces startups ont depuis fait faillite. Bien qu’il ne soit pas possible de prédire du même destin pour ce nouveau projet, le fait qu’il soit géré par des scientifiques du MIT donne un peu plus de consistances à des expériences qui pourraient éventuellement porter leurs fruits.

Le travail provient de la même équipe spécialisée en «nanobioniques végétales» qui a récemment conçu des épinards capables de détecter des explosifs ou de minuscules détecteurs qui peuvent alerter les agriculteurs dès les premiers signes d’une culture assoiffée. Dans ce cas, les chercheurs ont voulu s’attaquer à l’éclairage, qui représente environ 20% de la consommation d’énergie dans le monde.

Selon Michael Strano, auteur principal de l’étude

Notre vision est de faire 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 elle-même.

Pour les faire briller, les scientifiques ont intégré dans les feuilles des plants de cresson des nanoparticules spécialement conçues. Trois composants différents furent nécessaires pour l’effet désiré, chacun étant placé à l’intérieur d’une nanoparticule porteuse.

Les lucioles produisent leur éclat de l’interaction entre une enzyme appelée luciférase et une molécule appelée luciférine, et c’est ce qui a été ajouté ici. Enfin, leur activité a été stimulée par une molécule appelée co-enzyme A. Ces composants ont été conditionnés à l’intérieur de nanoparticules et mis en suspension dans une solution.

L’étape suivante consistait à tremper les plantes dans cette solution et à les pressuriser, afin de faire pénétrer les particules dans les feuilles à travers de minuscules pores appelés stomates. La luciférine et la coenzyme A ont été emballées dans des nanoparticules de polymère qui pénètrent dans une couche interne de la feuille, tandis que la luciférase était contenue dans des nanoparticules de silice beaucoup plus petites, leur permettant d’entrer dans les cellules végétales. Lorsque la luciférine est libérée de ses particules, elle pénètre également dans les cellules et réagit avec la luciférase, créant ainsi un effet lumineux.

À l’heure actuelle, la lumière émise par les plantes est très faible, d’environ un millième du niveau requis pour la lecture, mais les chercheurs disent qu’ils peuvent augmenter la luminosité grâce à d’autres travaux. Ils ont déjà amélioré la durée de la lueur qui est passée de 45 minutes au début du projet à environ 3 heures et demie actuellement.

Les lettres du MIT brillent sur une feuille de cresson. (Seon-Yeong Kwak)

L’équipe affirme que cette méthode peut éviter certains problèmes rencontrés par les tentatives précédentes, à savoir d’essayer de modifier des plantes génétiquement pour qu’elles expriment les gènes de la luciférase. Le projet Glowing Plant a ainsi récemment fermé boutique après avoir rencontré des obstacles qu’ils n’avaient pas prévus (même si des scientifiques sceptiques les ont vus venir).

Bien que les nouvelles plantes ne brillent pas plus que les précédentes, les chercheurs du MIT estiment que leur méthode est plus simple et peut être appliquée à pratiquement n’importe quel type de plante. Idéalement, la méthode de trempage devrait être remplacée par une peinture vaporisée, leur permettant d’appliquer la lueur aux arbres qui bordent les rues.

Selon Strano :

Notre objectif est d’effectuer un traitement lorsque la plante est un jeune plant ou une plante mature, et de l’avoir pour la durée de sa vie. Notre travail ouvre très sérieusement la porte aux réverbères qui ne sont rien d’autre que des arbres traités, et à l’éclairage indirect autour des maisons.

L’ajout d’un inhibiteur de la luciférase au mélange pourrait également permettre à l’équipe de créer éventuellement des plantes capables de “s’éteindre”, par exemple, en réponse à la lumière du soleil ou sur commande.

La recherche publiée dans Nano Letters : A Nanobionic Light-Emitting Plant et présentée sur le site du MIT : Engineers create plants that glow.