Témoin un plant de tabac transgénique luminescent contenant le gène de la luciférase de la luciole. Pouvez-vous lire un roman par cette lumière ou quoi? © ScienceVU/Keith Wood/Visuals Unlimited/Corbis Début mai 2013, le gouvernement américain a ordonné à une organisation à but non lucratif basée au Texas de supprimer les plans d'un appareil dangereux de son site Web. L'article? Le Libérateur, un pistolet en plastique en état de marche a frappé plusieurs milliers de dollars, imprimante 3D industrielle. Les plans ont été téléchargés environ 100, 000 fois. Ils existent probablement encore sur le Web [source :BBC].
Nous vivons à une époque où le « bricolage » a pris des connotations excitantes et angoissantes, de l'écriture d'une application qui tue à la construction d'un réacteur nucléaire DIY [source :Clynes]. Alors que l'impression 3D bon marché devient capable de tâches de plus en plus complexes, nous pourrions bientôt fabriquer nos propres jouets, l'ameublement -- même l'électronique domestique [source :Dillow]. Connectez-vous à la base de connaissances approfondie et étendue d'Internet et à la puissance fiscale des sites de financement participatif comme Kickstarter, et vous avez une recette pour un monde transformé.
Mais sommes-nous prêts à libérer autant de génies de tant de bouteilles à la fois ? Avant de répondre, considérez que certaines de ces bouteilles sont étiquetées « bactéries » et « ADN, " des outils dans l'industrie artisanale naissante de la biotechnologie DIY. Alors qu'est-ce qui est le plus dangereux :la vie synthétique et génétiquement modifiée, ou un pistolet imprimable ?
Telles étaient les questions soulevées par les groupes écologistes lorsque le biologiste synthétique Omri Amirav-Drory, le scientifique des plantes Kyle Taylor et le chef de projet Antony Evans ont lancé la campagne Kickstarter de Glowing Plants pour « créer de vraies plantes lumineuses dans un biolab à faire soi-même en Californie » [sources :Evans; Paramaguru; Lieu jaune]. Comme les donateurs du service public de radiodiffusion, Les contributeurs de la campagne Kickstarter reçoivent des récompenses de promesse de don, mais ce ne sont pas des sacs fourre-tout :au lieu de cela, toute personne qui donne 40 $ recevra des graines pour faire pousser ses propres plantes lumineuses.
Inoffensif? Peut-être, peut-être pas. Dans les deux cas, il s'agit de la propagation non réglementée d'une forme de vie génétiquement modifiée.
Depuis le 5 juin, Les plantes incandescentes en avaient amassé 7, 858 contributeurs et plus de 451 $, 207 en financement. Après avoir dépassé ses 65 $ initiaux, 000 objectif de devenir radieux Arabidopsis thaliana -- un parent de la moutarde des mauvaises herbes et cobaye plante préférée -- il approchait rapidement ses 500 $, 000 stretch goal. La recherche pourrait un jour conduire à une multitude de solutions d'éclairage qui, selon Evans, ferait une brèche considérable dans notre empreinte carbone [sources :Evans; Paramaguru; Lieu jaune].
Evans et compagnie sont loin d'être le seul jeu en ville. Des chercheurs de Taïwan étudient la possibilité de diffuser des nanoparticules d'or dans les feuilles des arbres pour les faire briller et effectuer la photosynthèse. éliminer le carbone de l'air [sources :Beck; Nagano]. Plus proche de la maison, Alexandre Kritchevski, qui a dirigé les recherches de l'Université Stony Brook qui ont contribué à inspirer et à alimenter les plantes lumineuses, a fondé sa propre entreprise, BioGlow, commercialiser un feuillage ornemental brillant [source :Pollack].
Tout cela laisse une question flagrante :les plantes fonctionneront-elles même ? Allons-nous bientôt lire un livre au rhododendron ou conduire une voiture à la lumière du mélèze ?
On dit que de puissants chênes poussent à partir de petits glands. Les chênes éclairés nécessitent cependant un peu d'aide de la science.
La recherche sur les marqueurs fluorescents qui sous-tend l'initiative Glowing Plants a été lancée par les lauréats du prix Nobel 2008, Osamu Shimomura, Martin Chalfie et Roger Y. Tsien, mais les travaux sur le suivi de l'expression des gènes à l'aide de la protéine fluorescente verte (GFP) ont vraiment fleuri dans les années 1990. La protéine, qui brille lorsqu'il est exposé à la lumière ultraviolette, a rapidement initié un changement radical dans la biologie moléculaire et cellulaire, médecine et pharmacologie, et a aidé à planter les graines d'industries biotechnologiques naissantes telles que les biocapteurs et la bioinformatique [sources :Evans; Lee et Min; Fondation Nobel ; Minuteur ; Tsien].
Mais les plantes qui nécessitent une lumière noire pour briller ne sont pas très utiles pour conduire ou lire. De telles applications nécessitent une réaction chimique éclaircissante, une sorte de bâton lumineux en germination.
En 1986, Des chercheurs de l'Université de Californie à San Diego (UCSD) ont créé exactement cela lorsqu'ils ont modifié un plant de tabac pour produire une enzyme appelée luciférase. Comme toute luciole peut vous le dire, lorsque la luciférase réagit avec l'ATP, une molécule de stockage d'énergie utilisée dans le métabolisme, et luciférine, une molécule organique, il émet de la lumière [source :Monastersky].
L'usine d'UCSD était limitée sur un point important, cependant :il ne fabriquait pas sa propre luciférine, donc il n'a pas pu, pour ainsi dire, briller tout seul. En 2010, des chercheurs de l'Université Stony Brook ont surmonté cette limitation en insérant six gènes codant pour la luciférine provenant de bactéries marines bioluminescentes dans du matériel génétique situé dans les chloroplastes de la plante (structures végétales qui contiennent le pigment photosynthétique). Et voilà, tabac autoluminescent -- vraisemblablement pour les fumeurs en convalescence qui aiment s'allumer sans allumer [sources :Evans; Krichevsky et al.; Paramaguru; Lieu jaune].
Malheureusement, la plante de Stony Brook brillait si faiblement qu'il a fallu cinq minutes dans l'obscurité pour que les yeux humains la perçoivent [source :Pollack]. Pire, la lueur s'autodétruit progressivement à mesure que la luciférine qui l'alimentait était convertie en oxyluciférine [source :Swain].
Une sortie possible de ce cul-de-sac chimique est venue en 2010, lorsqu'une équipe iGEM de l'Université de Cambridge (voir encadré) a inséré des gènes de lucioles et de bactéries bioluminescentes dans des E. coli , créant un processus qui recycle l'oxyluciférine dans son précurseur lumineux. Leur processus a également suffisamment augmenté le rendement lumineux pour qu'une culture bactérienne de la taille d'une bouteille de vin émette suffisamment de lumière pour être lue. Finalement, Evans et compagnie avaient les pièces dont ils avaient besoin pour une lumière végétale renouvelable et autonome [sources :Evans; iGEM ; Amant; Minuteur].
Mais alors que les marqueurs lumineux englobent la recherche vitale et les applications médicales, la pointe d'un arbre rougeoyant - même avec des effets environnementaux potentiellement positifs, en supposant qu'Evans ait raison - laisse de nombreux observateurs perplexes.
Virus informatiques (littéralement)En mai 2010, en utilisant l'équivalent d'une imprimante ADN, L'équipe Celera de Craig Venter, le génie génétique, a créé la première forme de vie synthétique. Aujourd'hui, Les fonderies d'ADN sont une entreprise en pleine croissance, et certains experts soutiennent que nous ne sommes qu'à une décennie d'imprimer des recettes provenant d'Internet à la maison [source :Wadhwa].
Pendant ce temps, des efforts de coopération comme le concours annuel parrainé par iGEM (International Genetically Engineered Machine Foundation) enseignent aux étudiants comment construire des organismes synthétiques à l'aide de BioBricks. Tout comme le code informatique open source a aidé à construire Internet, ces blocs de construction biologiques pourraient bientôt jeter les bases de systèmes biologiques intégrés [source :iGEM].
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Peu importe qu'Evans et sa compagnie accomplissent finalement beaucoup ou peu avec Glowing Plants, tout le monde ne partage pas son enthousiasme pour la perspective du crowdsourcing, fait maison, "génération" synthétique. Certains remettent en cause la sécurité du projet, tandis que d'autres se concentrent sur sa validité et son éthique financière.
Selon le New York Times, les groupes environnementaux Friends of the Earth et le groupe ETC ont contacté le département américain de l'Agriculture pour arrêter le projet et son potentiel " généralisé, dissémination aléatoire et incontrôlée de semences modifiées par génie biologique." Quant à l'argent, Evans a déclaré au Times qu'il consacrerait des fonds Kickstarter à l'exploration de questions de politique publique connexes, mais de nombreux commentateurs restent sceptiques [source :Pollack; Minuteur].
Alors, à quel point ces arbres sont-ils effrayants? Pourraient-ils polluer l'environnement avec du pollen de lutin ? C'est difficile à dire. Le processus que Glowing Plants utilisera ressemble à celui développé à l'Université de Stony Brook, qui affecte les chloroplastes. Chez la plupart des espèces à fleurs, les chloroplastes sont hérités de la mère - transmis par les graines, pas le pollen - ce qui réduit le risque de contamination de l'environnement par, dire, roses éclatantes, mais de nombreux arbres n'entrent pas dans cette catégorie [source :Krichevsky et al.].
Et le pollen ne pose qu'un des nombreux problèmes potentiels d'impact environnemental. Par exemple, comment les oiseaux, les écureuils ou les insectes vitaux réagissent à un arbre rougeoyant ? Comment les planificateurs procéderaient-ils à l'évaluation de l'impact environnemental d'une telle usine ?
Pendant ce temps, de nombreuses questions pratiques attendent également des réponses :quelle quantité d'énergie de telles installations pourraient-elles se permettre d'allouer à la production de lumière ? Et à quel point brilleront-ils finalement [sources :Pollack; Minuteur] ?
Le problème, c'est l'énergie. Bien que le rayonnement solaire total frappant un arbre moyen dépasse la quantité requise pour alimenter un lampadaire efficace, seule une petite fraction de cette insolation atteint les feuilles d'un arbre - et seule une petite partie de celle-ci se situe dans la bande de longueur d'onde requise pour la photosynthèse. L'arbre doit alors appliquer une part importante de cette énergie à la vie et à la croissance, ne laissant qu'une fraction d'une fraction d'une fraction disponible pour générer de la lumière - sans parler de l'énergie requise pour fabriquer les produits chimiques nécessaires. Le problème ne ferait qu'empirer en hiver, lorsque la lumière du soleil disponible faiblit et que les arbres entrent dans une stase métabolique destinée à tuer leur éclat chimique [source:Timmer].
Et c'est la racine du problème. Si peuplier que soit l'idée, et quel que soit le nombre de donateurs qui pourraient l'enraciner ou le désirer, les arbres brillants sont au mieux une perspective ombragée.
Collez ça dans votre priseLes plantes incandescentes ne sont qu'un exemple d'un changement majeur en cours dans la façon dont nous percevons l'éclairage. Alors que la recherche continue de découvrir comment des longueurs d'onde particulières de la lumière peuvent guérir ou affecter la dépression, relaxation, concentration et même taux de criminalité, l'industrie a pris note. Bientôt, nous irons au-delà de « Est-ce assez lumineux ici ? » acheter des lampes de ménage et de travail qui peuvent être ajustées à volonté pour obtenir les effets souhaités [sources :Barringer; Le Yomiuri Shimbun].
Voudriez-vous vivre dans un monde qui ressemble à une imitation de Pandora, ou hurle comme les décorations murales d'un crash pad stoner ? Si vous avez dit oui, Votre réponse changera-t-elle une fois que vous réaliserez qu'il n'y a probablement aucun moyen d'éteindre les arbres ?
Certains embrassent les plantes lumineuses pour leur valeur symbolique. Les arbres sont associés à la connaissance, que ce soit au sens biblique ou newtonien, ainsi que diverses sources lumineuses (ampoules, des lanternes et des torches me viennent à l'esprit). Mais les symboles coupent dans les deux sens, et un arbre rougeoyant qui ne fonctionne pas - ou pire, cause des dommages - est une autre flèche dans le carquois de ceux qui considèrent qu'au moins une partie de la science est frivole et ne vaut pas les risques que la recherche pose parfois.
Dans les deux cas, les expressions « biolab à faire soi-même » et « fonderie d'ADN par correspondance » me donnent la chair de poule.
