L'assortiment multicolore de lumières illuminant les boîtes de nuit, injecter de la vie dans des jumbotrons et couronner des arbres de Noël pourrait potentiellement servir un objectif plus large dans le monde de l'agriculture.
Des biologistes européens ont montré pour la première fois que le comportement des plantes peut être contrôlé à l'aide de lumières colorées. Dans leur étude, publié cette semaine dans la revue Méthodes naturelles , les chercheurs ont utilisé des lumières LED de différentes couleurs pour activer les gènes des plantes qui influencent le comportement. Lorsqu'un certain gène est activé, il code des protéines, qui dicte la fonction d'une cellule. Lorsque le gène est désactivé, il ne remplit plus cette fonction. Dans leur étude, les chercheurs ont pu montrer qu'ils pouvaient contrôler les gènes responsables de la réponse immunitaire d'une plante.
Ben Miller, un biologiste moléculaire à l'Université d'East Anglia, co-auteur de l'étude, dit que cette méthode permettra aux chercheurs de mieux comprendre comment poussent les plantes, réagir et s'adapter à leur environnement. En ce qui concerne les cultures agricoles, il dit que la méthode pourrait être utilisée pour déterminer et contrôler les gènes qui améliorent les défenses des plantes contre les agents pathogènes et améliorent à leur tour les rendements pour les agriculteurs.
« Il y a de vraies opportunités pour l’avenir… Cela ouvre vraiment de nouvelles portes pour la recherche végétale, " il dit. "C'est vraiment excitant pour nous, pour les sciences végétales et pour l'agriculture aussi.
Jusqu'à ce point, l'optogénétique - la méthode d'influencer le comportement biologique par la lumière - a été testée principalement dans des cellules animales, levures et bactéries. Il a également commencé à être introduit progressivement dans des essais cliniques sur les humains. Avant cette étude, les phytologues ont eu du mal à exploiter l'optogénétique, car les plantes utilisent déjà la lumière pour alimenter leur croissance. Tout interrupteur génétique contrôlé par la lumière maintiendrait ce processus actif.
Miller et son équipe ont surmonté ce problème grâce à la lumière colorée et ont découvert que la lumière rouge de leur système peut cibler un gène végétal d'intérêt, servant de « commutateur » pour remplir sa fonction. Une lumière blanche, la lumière bleue ou la lumière rouge lointaine fonctionnent alors comme un « interrupteur d'arrêt » pour l'activité du gène.
Miller dit que cette méthode est moins un fardeau pour les plantes que les avenues habituelles, comme des médicaments ou des produits chimiques, qui maintient les gènes activés tout le temps pendant qu'ils sont étudiés.
« Avoir un gène « activé » tout le temps inutilement serait un gaspillage d'énergie et de ressources cellulaires, " il dit. « Exprimer un gène au mauvais moment pourrait également potentiellement interférer avec les processus végétaux, comme la croissance et le développement, il est donc très important de contrôler quand et où les gènes sont exprimés.
Miller ajoute que la prochaine étape de sa recherche sera d'étendre la méthode sur d'autres gènes végétaux. Il dit que c'est une base efficace qui pourrait aider à répondre à de nombreuses questions fondamentales sur les plantes. Maintenant, il est temps d'explorer son potentiel.
