Les scientifiques ont réussi à concevoir une plante qui passe de sa couleur verte d’origine au rouge betterave lorsqu’un pesticide toxique interdit est présent.
Des chercheurs de l’Université de Californie à Riverside ont déclaré que leurs travaux pourraient un jour conduire à des plantes capables d’avertir efficacement les humains des polluants et des pesticides à proximité, selon les résultats d’une étude.
“Le plus intéressant ici est que nous avons créé un capteur environnemental sans modifier le métabolisme natif de la plante”, explique Ian Weldon, professeur adjoint de génie chimique et environnemental à l’UCL. Auparavant, le composant biocapteur pouvait perturber la capacité d’une plante à pousser vers la lumière ou à cesser d’utiliser de l’eau en cas de stress.
Le processus chimique et technique qui a facilité ce travail a commencé avec une protéine appelée acide abscissique, ou ABA. Cette protéine est connue pour aider les plantes à s’adapter aux changements stressants de leur environnement.
Par exemple, en période de sécheresse, de nombreuses plantes produisent de l’ABA. Pendant ce temps, des protéines supplémentaires appelées récepteurs aident la plante à reconnaître et à répondre à l’ABA.
Ces processus indiquent à la plante de fermer les pores de ses feuilles et de ses tiges pour réduire l’évaporation de l’eau, ce qui rend la plante moins susceptible au flétrissement.
En 2022, l’équipe de recherche à l’origine de cette innovation a démontré que les protéines des récepteurs ABA peuvent être entraînées à se lier à des produits chimiques autres que l’ABA. Mais cette fois, ils ont documenté qu’une fois les récepteurs liés à cet autre produit chimique, la plante deviendrait rouge betterave.
Pour rendre cette démonstration possible, les chercheurs ont utilisé l’azinphoséthyl, un insecticide interdit dans de nombreux endroits en raison de sa toxicité pour l’homme.
Expériences réussies…
“Les personnes avec lesquelles nous travaillons essaient de détecter à distance des informations sur les produits chimiques présents dans l’environnement”, explique Sean Cutler, professeur de biologie cellulaire végétale à l’UCLA. “Si vous aviez un champ de ces choses et qu’elles devenaient rouges, ce serait visuellement très clair.”
Dans le cadre de la même expérience, les auteurs de l’étude ont également montré qu’il est possible de transformer un autre organisme en capteur : la levure. Les chercheurs ont montré la réponse de la levure à deux produits chimiques différents en même temps. Mais cela n’est pas encore possible chez les plantes.
Le professeur Cutler commente : « Ce serait formidable si nous pouvions éventuellement concevoir une seule usine capable de détecter 100 pesticides interdits, comme un guichet unique. Plus vous pouvez en empiler, mieux c’est, en particulier pour les applications de santé environnementale ou de défense. “Mais il y a des limites à ce que nous pouvons concevoir pour le moment avec ces nouvelles capacités de détection.”
Les chercheurs soulignent que ces nouvelles plantes ne sont pas disponibles dans le commerce. Cela nécessitera des approbations réglementaires et prendra probablement de nombreuses années.
Ces nouvelles technologies posent également un certain nombre de problèmes qui doivent être résolus avant que ces plantes puissent être trouvées dans les champs des agriculteurs ou ailleurs dans le monde réel. Cependant, cette première étape est prometteuse.
“Nous essayons de détecter n’importe quel produit chimique présent dans l’environnement”, conclut le professeur Cutler. D’autres pesticides, ainsi que des médicaments tels que les pilules contraceptives ou le Prozac présents dans l’approvisionnement en eau, sont des choses auxquelles les gens s’inquiètent de l’exposition. «Ces applications sont désormais à notre portée.»
