Une vague d'algues bioluminescentes en Californie. © CC-BY-SA Mike Sauder
La bioluminescence trouve de plus en plus d’adeptes parmi les hackers. Après la culture de bactéries ou d’algues naturellement productrices de lumière, les Américains de Glowing Plant s’apprêtent à lancer leur premier kit de modification génétique végétale. Et la lumière bio fut ?
Des plantes qui brillent comme dans Avatar ? Pas encore… Le rendement lumineux des espèces bioluminescentes au naturel ne permet qu’une faible lumière, comme celles des étoiles. La recherche dans ce domaine s’est cependant accélérée depuis les années 1980, et est devenue accessible aux biohackers peu après 2010.
Pour obtenir de la lumière à partir du vivant, deux possibilités : cultiver des algues ou bactéries naturellement bioluminescentes, ou modifier l’ADN de plantes existantes. La première voie est relativement simple pour qui a le pouce vert. Les algues lumineuses vivent sans problème dans une armoire avec lampe à UV et minuteur. Une fois que la concentration est suffisante, il suffit de remuer le tout pour que les végétaux marins produisent une douce lumière bleutée. Rien de difficile techniquement, et ce tuto en forme de sablier le prouve.
Il est aussi possible de cultiver des bactéries en boîtes de Petri, qui auront l’avantage d’émettre de la lumière en continu, mais en présentant le même inconvénient que les algues : la faible intensité de la lumière produite. Ce tutoriel se sert de ces organismes microscopiques pour visualiser la pollution de l’eau.
La solution à ce problème a été trouvée par une équipe d’étudiants de l’Université de Cambridge lors d’iGEM 2010 (International Genetically Engineered Machine), la compétition internationale de biologie synthétique. En combinant l’ADN de deux espèces de lucioles, les jeunes chercheurs ont réussi à créer un standard de brique génétique codant une bioluminescence efficace.
C’est cette facilité d’utilisation qu’a utilisée la start-up américaine Glowing Plant pour créer une bactérie qui rend lumineuse l’Arabidopsis, une petite plante bien connue des biologistes pour son génome simple. En plongeant les feuilles dans la solution bactérienne, le gène de luminescence est copié dans l’ADN des cellules immergées, et celles-ci se mettent rapidement à produire de la lumière.
Reste que cette méthode pose une question éthique. Fondée à partir d’un financement plus que réussi sur Kickstarter (8 433 contributeurs ont engagé 484 013 $ en 2013), Glowing Plant propose comme récompense un kit pour modifier soi-même le génome de la plante. Bien qu’ils affirment, avec le soutien de scientifiques, que leur plante modifiée ne créée pas de risques pour l’environnement, rien n’empêche de changer le gène à injecter dans l’ADN du végétal. Un kit pour apprenti-sorciers ?
Selon Glowing Plant, l’agence de protection de l’environnement américaine, l’EPA (Environmental Protection Agency), ne souhaiterait pas réguler les kits tant que ceux-ci ne contiennent pas de gènes de résistance aux antibiotiques. Cependant, le débat autour de l’encadrement des OGM aux Etats-Unis a repris du poil de la bête. Si les premiers kits devraient être acheminés cet automne, rien ne dit (pas même les biohackers de Glowing Plant) que l’avenir ne sera pas à plus de régulation. Affaire à suivre…
Quel que soit le moyen employé, on est tout de même loin de pouvoir remplacer l’éclairage urbain par des plantes, ce qui constitue l’objectif affiché des biohackers qui s’attellent à la tâche. Les recherches s’accélèrent cependant depuis 2010, et chercheurs comme biohackers pourraient bien parvenir à augmenter la luminosité de ces organismes de plusieurs ordres de grandeurs.
En savoir plus sur Glowing Plant
Voir également ce projet (français) de bioéclairage urbain, sorti du lab universitaire CRI, Glowee