Que se passe-t-il lorsque vous insérez des nanotubes de carbone à paroi unique dans les feuilles de Arabidopsis? Les nanotubes semi-conducteurs s'intègrent dans l'enveloppe externe des chloroplastes et triplent l'activité photosynthétique en favorisant le transport des électrons.
Faut-il alors fabriquer des plantes génétiquement modifiées contenant des nanotubes de carbone ? Eh bien probablement pas - il faut croire que 3.5 milliards d'années d'évolution ont assez bien optimisé la photosynthèse pour atteindre un bel équilibre. Mais cela ne signifie pas que cette recherche est sans applications, comme la fabrication de feuilles vivantes qui remplissent des fonctions non biologiques (par exemple, la détection de polluants ou de pesticides), ou la construction de systèmes artificiels de récupération d'énergie qui ne contribuent pas au changement climatique.
Approche nanobionique végétale pour augmenter la photosynthèse et la détection biochimique. (2014) Matériaux naturels 13, 400–408 doi : 10.1038/nmat3890 [Abonnement]
Résumé: L'interface entre les organelles végétales et les nanostructures non biologiques a le potentiel de conférer aux organites des fonctions nouvelles et améliorées. Ici, nous montrons que les nanotubes de carbone à paroi unique (SWNT) transportent passivement et se localisent de manière irréversible dans l'enveloppe lipidique des chloroplastes végétaux extraits, favorisent une activité photosynthétique plus de trois fois supérieure à celle des témoins et améliorent les taux de transport d'électrons maximaux. Les assemblages SWNT – chloroplastes permettent également des taux plus élevés de transport d'électrons foliaires in vivo grâce à un mécanisme compatible avec une photoabsorption augmentée. Les concentrations d'espèces réactives de l'oxygène à l'intérieur des chloroplastes extraits sont considérablement supprimées en livrant des complexes poly (acide acrylique)-nanoceria ou SWNT-nanoceria. De plus, nous montrons que les SWNT permettent une surveillance de la fluorescence dans le proche infrarouge de l'oxyde nitrique à la fois ex vivo et in vivo, démontrant ainsi qu'une plante peut être augmentée pour fonctionner comme un capteur chimique photonique. L'ingénierie nanobionique de la fonction végétale peut contribuer au développement de matériaux biomimétiques pour la collecte de la lumière et la détection biochimique avec des propriétés régénératives et une efficacité accrue.
Matériaux bioinspirés : Booster la biologie végétale. Nature Materials News & Views (2014) 13, 329–331 doi:10.1038/nmat3926 [Abonnement]
