Antony Evans, un entrepreneur basé à San Francisco, a lancé une idée radicale pour limiter l'utilisation d'énergie: "Et si nous utilisions des arbres pour éclairer nos rues au lieu de lampadaires électriques?"
Evans et ses collègues, les biologistes Omri Amirav-Drory et Kyle Taylor, souhaitent créer des plantes qui brillent littéralement. Evans a été inspiré par des organismes transgéniques, des plantes ou des animaux possédant des gènes d'autres espèces dans leur propre ADN, qui ont été utilisés pour répondre à de nombreux besoins humains. Un gène de la bactérie Bacillus thuringiensis est régulièrement introduit dans le maïs et le coton, par exemple pour rendre les cultures résistantes aux insectes. Dans une méthode appelée «pharming», des scientifiques ont inséré des gènes humains dans des plantes et des animaux afin que ces hôtes puissent produire des protéines destinées aux produits pharmaceutiques. D'autres ont ajouté un gène de la gelée de cristaux responsable de la création d'une protéine fluorescente verte chez des animaux tels que les chats et les porcs; Ainsi, ils peuvent déterminer si une maladie a été transmise d'une génération à l'autre, simplement en vérifiant si la progéniture brille dans le noir.
Ce printemps, l'équipe d'Evans a envoyé une vidéo à Kickstarter, expliquant comment ils envisagent d'insérer des gènes de bactéries bioluminescentes dans une espèce de flore comme première étape dans la création d'arbres lumineux. Pour nourrir l'imagination des spectateurs, la vidéo comprenait une image de Pandora, le cadre lumineux du film Avatar, datant du milieu du 22e siècle. Au cours d'une campagne couronnée de succès de 46 jours, le groupe a recueilli près de 500 000 dollars pour financer l'effort. J'ai parlé avec Evans de son projet.
Les scientifiques ont mis au point génétiquement la toute première plante luminescente des années 1980, une plante de tabac contenant un gène de luciole. Historiquement, quel a été le but de faire cela?
La première fois, je pense, était juste un projet de démonstration. Mais depuis, les scientifiques l'utilisent pour étudier des sujets tels que la croissance des racines. Ils l'utilisent vraiment à des fins de recherche fondamentale.
Traditionnellement, ils ont inséré le gène de la luciférase [une enzyme d'un organisme luminescent] avec un promoteur [une région située au début d'un gène qui indique à une cellule de commencer la transcription, première étape de la production d'une protéine] puis ajoutez manuellement la luciférine [une substance chimique qui produit de la lumière lorsqu'elle est oxydée]. Ils ont même eu ces plantes rougeoyantes sur la Station spatiale internationale, donc c'est une technique assez bien établie.
Pour votre projet de plante rougeoyante, vous avez choisi d’utiliser une espèce à floraison appelée Arabidopsis thaliana . Pourquoi cette plante?
Nous avons choisi cette plante car elle a été extrêmement bien étudiée par la communauté universitaire. C'est la mouche des fruits de la biologie végétale. La raison pour laquelle il a été autant étudié est qu’il possède le génome le plus court de toutes les plantes [à fleurs].
Quel gène ajoutez-vous pour créer la lueur?
Nous utilisons des gènes de Vibrio fischeri . Ce sont des bactéries marines.
Comment est-ce fait? Pouvez-vous me guider dans le processus de création d'une plante rougeoyante?
Nous commençons avec un logiciel appelé Genome Compiler. Genome Compiler nous permet de rechercher des séquences de gènes, puis de les modifier dans une interface graphique conviviale. Nous utilisons ce logiciel pour rechercher les gènes de Vibrio fischeri, puis nous effectuons une opération appelée code et optimisation, qui ajuste les séquences pour qu’elles fonctionnent [chez] les plantes plutôt que chez les bactéries. Nous synthétisons ensuite l'ADN. Il y a un bouton «imprimer» et nous «imprimons» cet ADN. Cela envoie le fichier à une entreprise qui fabrique l'ADN pour nous. Ils nous envoient FedEx, puis nous faisons deux choses.
Premièrement, nous insérons l’ADN dans certaines bactéries appelées Agrobacterium. Cette bactérie est très intelligente, elle a découvert comment faire du génie génétique par elle-même. [La bactérie] insère l'ADN dans les gamètes femelles de la plante. Nous pouvons faire pousser les graines qui proviennent de ces fleurs et nous aurons l’ADN que nous avons conçu sur ordinateur dans la plante. La deuxième chose que nous faisons consiste à utiliser un pistolet à gènes, un équipement qui tire l’ADN à grande vitesse dans les cellules de la plante. Certaines de ces cellules vont absorber l'ADN et commencer à l'exprimer.
Vous travaillez actuellement au BioCurious, un laboratoire biologique communautaire situé à Sunnyville, en Californie, dans la Silicon Valley. Mais comment est le bricolage? Est-ce quelque chose qu'un bricoleur de garage peut gérer?
Dans le cadre de la campagne Kickstarter, nous avons un kit que vous pouvez utiliser pour fabriquer l’une de ces plantes. La partie difficile consiste à concevoir les séquences, mais une fois que quelqu'un les a cernées, vous pouvez suivre la recette.
En tout, 8 433 commanditaires de Kickstarter ont promis 484 013 $. Cette réaction vous a-t-elle surpris?
Nous visions 65 000 $, il est donc formidable de recevoir autant. Avec Kickstarter, on ne sait jamais. Nous savions que nous avions quelque chose d'intéressant, car tout le monde voulait en parler. Mais nous ne savions pas que cela deviendrait aussi gros.
À quel point est-il réaliste de penser qu’un jour, nous pourrions avoir des arbres luisants dans les rues sombres au lieu d’éclairages?
Nous pensons que cela devrait être viable, mais c’est certainement un objectif à long terme. Le grand défi avec les arbres est que la croissance des arbres prend beaucoup de temps. Faire des expériences sur des arbres et tester différents promoteurs prendra beaucoup de temps. Nous avons vraiment besoin de l’une des différentes technologies pour sortir. L'une serait une meilleure technologie de simulation, de sorte que nous puissions simuler les séquences de gènes sur un ordinateur. Deux seraient une bio-imprimante ou quelque chose de similaire, de sorte que nous puissions imprimer une feuille et tester de manière réaliste les séquences sur la feuille [au lieu de devoir attendre qu'un arbre entier grossisse]. Troisièmement, il serait possible de procéder à une thérapie génique sur des arbres, de les ajuster in situ et de les utiliser pour modifier leur ADN. Nous avons besoin de certains développements dans l’un de ceux-ci avant de pouvoir réellement nous attaquer aux grands arbres.
Dans les calculs préliminaires, vous estimez qu'un arbre lumineux qui couvre environ 1 000 pieds carrés projeterait autant de lumière qu'un lampadaire.
Ce sera un type d'effet d'éclairage très différent. Si vous pensez à la façon dont le jour est allumé, la lumière vient de tout le ciel; cela ne vient pas seulement d'un point, alors que les ampoules viennent d'un point. Notre éclairage sera beaucoup plus diffus et nous pensons beaucoup plus beau.
Quels sont vos objectifs maintenant?
Nous nous concentrons sur l'exécution des choses que nous avons promises à nos donateurs. Nous faisons donc le travail, installons le laboratoire, commandons l'ADN et commençons à transformer les plantes [ Arabidopsis ].
Vos collègues et vous-même avez promis d’envoyer à chaque donateur un certain niveau de don, une plante éclatante. À quoi les gens peuvent-ils s'attendre? Quelle sera la force de la lumière et quelle sera sa durée?
La lumière restera allumée la nuit tant que la plante sera en vie, mais elle ne sera pas très brillante. Nous visons quelque chose comme de la peinture brillante dans le noir. Vous devez être dans une pièce sombre et ensuite vous pouvez la voir faiblement rougeoyante. À partir de là, nous travaillerons à l’optimisation et à l’amélioration du rendement lumineux.
Dans la vidéo de la campagne, vous dites: "La plante qui brille est un symbole de l'avenir." A quoi ressemble cet avenir pour vous?
L’avenir dont nous parlons est celui de la biologie synthétique. Nous pensons que ce type de technologie va se démocratiser. il sera accessible à beaucoup de gens. J'aimerais voir un avenir où des adolescents et des amateurs transforment génétiquement des choses chez eux ou dans des laboratoires de bricolage. Nous voulons représenter cet avenir, informer les gens de son avenir et lancer un débat sur cette technologie - ce que cela signifie et ce que cela signifie pour nous.
Cette technologie est rapidement adoptée. Cela va être très transformateur, et je pense qu'il est temps que les gens en prennent conscience et le potentiel, pour s'y intéresser. Il y aura des opportunités fantastiques, alors si les gens regardent le projet et se disent «J'aimerais faire ça», je pense que la réponse est «Tu peux». Rends-toi au laboratoire de bio-bio bricolage de ta région et commence jouer, commence à apprendre.
Y a-t-il d'autres organismes transgéniques en cours de création que vous trouvez prometteurs?
Il y a des tonnes de gens qui travaillent sur des trucs, des tonnes et des tonnes et des tonnes. Si vous regardez les projets de la fondation iGEM [International Geneted Engineered Machine], vous pouvez voir l'ampleur et la variété des choses qui se font. La soie d'araignée est cool. Je pense que les gars travaillant sur de nouvelles versions de viande sont cool. Il se passe des choses intéressantes avec les algues dans le laboratoire bio de South Bay [San Francisco], BioCurious. Réaliser des algues pour qu’elles puissent être utilisées pour la production d’énergie - je pense qu’il reste encore beaucoup à faire, mais c’est très prometteur.
Y a-t-il des projets qui vous inquiètent?
Pas maintenant. Mais, je pense que des choses effrayantes finiront par arriver.
Certaines personnes se sont inquiétées de votre volonté de distribuer des plantes rougeoyantes et de libérer des plantes synthétiques dans la nature. Qu'est-ce que vous avez à dire à ceux qui craignent cela?
Les gens utilisent des plantes génétiquement modifiées depuis plusieurs décennies. Nous suivons juste les traces de toutes les autres usines qui ont déjà été libérées au cours des 20 dernières années. Nous ne pensons pas faire quelque chose de radicalement différent. Ce qui est différent dans ce projet, c’est la façon dont il a été financé et le travail effectué dans un laboratoire de bio-bricolage plutôt que dans un institut de recherche professionnel.
