David Poxson travaille avec la pompe à ions et les roses électroniques, le Laboratoire d'Electronique Organique, Université de Linköping. Crédit :Thor Balkhed
Une pompe à ions d'administration de médicaments construite à partir de composants électroniques organiques fonctionne également dans les plantes. Des chercheurs du Laboratoire d'électronique organique de l'Université de Linköping et du Umeå Plant Science Center ont utilisé une telle pompe à ions pour contrôler la croissance des racines d'une petite plante à fleurs, le cresson de thale ( Arabidopsis thaliana ).
Au printemps 2015, des chercheurs du Laboratoire d'électronique organique de l'Université de Linköping ont présenté une pompe à ions microfabriquée capable de pomper la dose correcte d'un analgésique naturel exactement là où cela était nécessaire. Il s'agissait d'un premier pas vers un traitement efficace d'affections telles que la douleur chronique. A l'automne de la même année, les chercheurs ont présenté des résultats montrant comment ils avaient amené les roses à absorber un polymère conducteur soluble dans l'eau, leur permettant de créer un transistor pleinement opérationnel dans la tige de rose. Le terme "flower power" a soudainement pris un tout nouveau sens.
« Il y a environ 10 ans, nous avons commencé à envisager d'appliquer nos dispositifs d'administration de médicaments à pompe ionique aux plantes. Ce n'est que plusieurs années plus tard que nous avons fait équipe avec le professeur Markus Grebe et ses collègues du Umeå Plant Science Center et avons finalement découvert que la pompe à ions pouvait être d'une grande utilité pour les biologistes végétaux, dit Daniel Simon, Professeur agrégé et responsable du domaine de recherche en bioélectronique organique au Laboratoire d'électronique organique, Université de Linköping.
Professeur adjoint David Poxson, Laboratoire d'électronique organique, fait équipe avec le chef chimiste du groupe, Professeur adjoint Roger Gabrielsson, développer de nouveaux matériaux de pompe à ions capables de transporter et de délivrer de puissants composés de signalisation végétale tels que l'hormone auxine.
Le Dr Poxson a ensuite travaillé en étroite collaboration avec des biologistes du Umeå Plant Science Center pour étudier l'apport hautement résolu d'auxine aux racines du cresson de thale vivant, Arabidopsis thaliana . Cette plante est aux phytobiologistes ce que la mouche des fruits Drosophila est aux chercheurs travaillant dans le domaine de la recherche animale :un organisme modèle majeur.
La pompe à ions est montrée en cours d'utilisation sur le système racinaire. Crédit :Thor Balkhed
Le résultat :des gradients d'hormones végétales contrôlés électroniquement ont été absorbés par les racines. Le Dr Poxson et son co-auteur, le Dr Michal Karady, ont suivi la réponse interne de l'auxine à l'aide de protéines rapporteurs fluorescentes qui modifient leur intensité de fluorescence en présence d'auxine. Ils ont observé que la réponse interne de l'auxine et même le taux de croissance des racines pouvaient être contrôlés par l'apport d'auxine par pompe ionique.
"Nous avons accompli une étape révolutionnaire pour la recherche sur les plantes par notre effort multidisciplinaire", dit Markus Grebe. « Plusieurs groupes de recherche du Umeå Plant Science Center et de l'Université de Linköping ont été impliqués. La pompe nous permettra probablement d'appliquer localement non seulement de l'auxine, mais également une variété d'autres hormones aux plantes d'une manière contrôlée électroniquement. Cela nous aidera à étudier le l'impact de ces hormones sur la croissance et le développement des plantes à une résolution tissulaire et cellulaire."
"Ces nouveaux matériaux DendrolyteTM ouvrent également la voie à de futures capacités de pompes ioniques dans une variété de domaines, par exemple la livraison de plus gros composés aromatiques comme les hormones végétales ou même certains produits pharmaceutiques, " dit Daniel Simon.
Les résultats sont maintenant publiés dans la prestigieuse revue scientifique Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique ( PNAS ).
"C'est une avancée importante :nous savons maintenant non seulement que nous pouvons utiliser la pompe à ions dans les plantes, mais aussi que l'on peut réguler leur physiologie et leur croissance, " dit le professeur Magnus Berggren, chef du Laboratoire d'électronique organique.
