SURVEILLANCE ENVIRONNEMENTALE : Utiliser les plantes ou les animaux pour détecter les toxiques
Des plantes, des organismes ou des animaux transformés en détecteurs de produits chimiques dangereux, c’est le dernier développement d’équipes de bioingénieurs, qui souhaitent en pratique, éviter l’utilisation de composés chimiques pour détecter les substances toxiques de notre environnement. Des scientifiques de Université de Californie – Riverside ont ainsi conçu des plantes qui « parlent en couleurs », détectent et réagissent aux produits chimiques présent dans l'environnement sans nuire à leur capacité de fonctionner et respirer normalement ...
Le concept est simple : si une plante d’intérieur pouvait nous informer, par exemple, que l’eau du robinet n’est pas salubre ? Ou que l’air intérieur est pollué ? Ce concept est sur le point d’exister : ici une plante devient rouge betterave en présence d’un pesticide toxique interdit.
Pour y parvenir, différentes équipes de recherche ont dû résoudre un véritable défi technique : permettre à une plante de réagir à un composé sans dénaturer ses autres fonctions. Ainsi le composant « biocapteur » ne devait pas obérer la capacité de la plante à pousser vers la lumière ou à boire normalement de l’eau, en cas de stress.
Les scientifiques sont en effet parvenus à créer
un capteur environnemental qui ne modifie pas le métabolisme natif.
ABA, une protéine naturelle « d’acclimatation » : ici, appliqué aux plantes, le processus d’ingénierie commence par une protéine appelée acide abscissique, ou ABA, qui aide les plantes à s’acclimater aux changements stressants de l’environnement. En cas de sécheresse, le sol sèche et les plantes produisent de l'ABA. Des protéines supplémentaires, appelées récepteurs, aident la plante à reconnaître et à répondre à l'ABA. Cela permet à la plante de fermer les pores de ses feuilles et de ses tiges afin de réduire l'évaporation et d’utiliser au mieux ses ressources en eau. Les scientifiques apportent aujourd’hui la preuve du concept de la capacité de ces récepteurs ABA à se lier à d’autres composés chimiques que l'ABA :
une fois que les récepteurs se lient au composé chimique, la plante devient rouge betterave.
La preuve est apportée avec l'azinphos-éthyl, un pesticide interdit. Mais ce n’est pas tout.
Des organismes vivants pour détecter des combinaisons de polluants chimiques : des chercheurs ont également montré la capacité de transformer un autre organisme vivant en capteur :
la levure répond à 2 produits chimiques différents en même temps.
Détecter une telle combinaison toxique n’est pas encore possible avec les plantes.
Objectif, développer un dispositif vivant « naturel » capable de détecter une centaine de substances toxiques avec de multiples applications en santé environnementale. Mais il reste un long chemin à parcourir : en effet de tels développements nécessitent des approbations réglementaires qui vont prendre des années.
Cependant, c’est l’émergence assurée d’une nouvelle technologie qui utilise des organismes vivants, sans les dévoyer, avec des possibilités de détection infinies.
Sources:
- Nature Chemical Biology 23 Oct, 2023 DOI: 10.1038/s41589-023-01447-7 An orthogonalized PYR1-based CID module with reprogrammable ligand-binding specificity
- Science 9 March, 2028 DOI: 10.1126/science.aao5902 Chemically induced proximity in biology and medicine
- Nature Biotechnology 20 June 2022 DOI : 10.1038/s41587-022-01364-5 Rapid biosensor development using plant hormone receptors as reprogrammable scaffolds
- Science 12 March, 2010 DOI : DOI: 10.1126/science.117731 Identification of a primary target of thalidomide teratogenicity
- Nature Reviews Microbiology 1 April, 2014 DOI : 10.1038/nrmicro3239 A brief history of synthetic biology
Cette actualité a été publiée le 12/03/2025 par
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