Des innovations

La lampe Olga & Le DinoPet

Le projet de la lampe Olga est le premier que nous avons découvert lors de nos recherches. Il s'agit d'une lampe qui contient des algues bioluminescentes (différents types de pyrocystis), et qui produit donc de la lumière lorsqu'elle est agitée. Cinq étudiants nantais ont eu l'idée de cette lampe en observant le littorale ligérien et plus précisément ses algues et lucioles bioluminescentes, et l'ont présenté aux entrepreneuriales 2015.

La société américaine Biopop, quant à elle, développe des projets tant scientifiques qu'artistiques, et son travail est d'ailleurs exposé au "Smithsonian National Museum of Natural History". Cette entreprise commercialise un produit reposant sur le même principe que la lampe Olga. Il s'agit d'un "Dino Pet", un petit dinosaure en plastique qui contient des algues bioluminescentes (pyrosystis fusiformis). Comme la lampe Olga, le Dino Pet est capable, grâce aux dinoflagellés qu'il contient, d'émettre de la lumière la nuit lorsqu'on le secoue. Afin de prolonger la durée de vie de ces algues, la société vend également la "nourriture" du Dino Pet, un mélange d'eau salé, de vitamines, de minéraux et le nutriments. Cette lampe peut faire office de veilleuse, de décoration d'intérieur et s'avère être un excellent outil pour une première approche du phénomène passionnant qu'est la bioluminescence. Pour la réalisation de nos TPE, ce sont les algues destinées à êtres dans le dinopet que nous avons commandé (mais sans le dinopet, qui est le "contenant") ainsi que leur "nourriture", qui nous a servi de milieu de culture.

Bio-Light

Le programme «Michrobial Home», mené par l’entreprise Philips, est un projet dont le but est de révolutionner nos habitations, leur consommation d’énergie, leur mode de nettoyage, de traitement des déchets... Et dans la maison du futur, vous n’êtes plus éclairé par la fée électricité, ni même par l’énergie solaire, mais par « bio-light». Bio-light est une lampe qui comme Olga ou le Dino Pet se sert de la bioluminescence d’organismes vivant pour émettre de la lumière. En revanche, cette lampe biologique au design ultramoderne, se compose de différentes cellules en verre soufflées dans lesquelles sont logées des bactéries bioluminescentes, et non des algues bioluminescentes. Aussi même si la réaction chimique entre la luciférine et la luciférase à également lieu, il n’est plus question ici de secouer la lampe pour provoquer cette réaction. Les bactéries brillent en permanence. Afin de les maintenir en vie, chaque compartiment en verre est relié à la base du réservoir de la lampe par de fins tubes de silicium acheminant du méthane. Ce gaz, essentiel au développement des bactéries, est récupéré au niveau d'un compost formé par les déchets du logis. Ainsi, tant que les nutriments adéquats leur sont fournis, les colonies sont prévues pour perdurer indéfiniment, la base de la lampe étant en fait le garde manger des bactéries.

Glowee

Glowee, une start-up fondée par Sandra Rey, a fait le pari d'éclairer les rues «par la mer». Leurs concepteurs disent de Glowee que c’est une lumière magique, à la croisé du bio mimétisme et de la biologie synthétique. Mais si le concept s’inspire de la nature, il est bien purement scientifique. En effet il repose sur la bioluminescence, un phénomène que vous connaissez bien maintenant. Nous avons vu précédemment qu’un des types de bioluminescence est basé sur la symbiose avec des bactéries. Et c’est cela que les scientifiques de Glowee ont décidé d’exploiter. Ils se servent de bactéries bioluminescentes qui vivent en symbiose avec des calamars afin de prélever le gène responsable de leur bioluminescence. Puis ils transfèrent ce gène chez des bactéries plus communes, non toxiques et non pathogènes. Lorsqu’ils obtiennent une bactérie génétiquement modifiées, il la font se multiplier dans un bio réacteur. Les bactéries se développent ensuite dans un milieux nutritif idéal pour qu’elles puissent se multiplier et produire leur lumière. Puis cette solution est placé dans une coque en résine organique, transparente et biodégradable.

Voici un schéma réalisé par l'entreprise afin d'expliquer ce processus de fabrication :

La coque utilisée est adhésive, souple et peut prendre toute les formes. Elle peut donc s’adapter a de nombreux supports. Aussi Glowee pourrait être utilisé dans de nombreux domaines : espaces publics, espaces souterrains, commerces, construction, immobilier, transport, signalétique, événementiel, mobilier urbain, zones reculées, réserves naturelles…

Depuis sa création, Glowee ne cesse de s’améliorer, et aujourd’hui cette lumière naturelle peut briller durant 58 heures d’affilé ! Aussi il sera possible dès janvier 2017 d’en équiper les vitrines de magasins. Le concept et les remarquables progrès de la start-up lui valent d’ailleurs de nombreuses récompenses. Cette année, l'équipe a par exemple remporté le premier prix du concours Genopole, ce qui signifie que leur stratégie de recherche est validée scientifiquement. Ils ont également pu pour la première fois, le 10 décembre, présenter leur produit grâce à leur partenaire Hopscotch Event. Ils ont aussi reçu le Grand Prix de l'Innovation de la Ville de Paris, dans la catégorie éco-innovation. Pour clore cet aperçu de leur brillant palmarès, il faut préciser qu'ils ont été nommé ambassadeur de la French Tech pour la COP21 aux côtés de 20 autres start-up innovantes et Greentech. Très médiatisés et sachant jouer de leur image, ils ont facilement pu débloquer les fonds nécessaires pour continuer leurs recherches et continuent d'améliorer leur produit.

Voici ce à quoi pourraient ressembler nos villes, éclairées par Glowee

des ogm bioluminescents

Depuis les années 1980, le recherches se sont intensifiées et des OGM ont peu à peu vus le jour. Comme nous le savons, il y a deux façons de produire de la lumière à partir du vivant: cultiver des bactéries ou algues bioluminescentes (comme Glowee) ou modifier l'ADN de plantes existantes. Lors de la compétition internationale de biologie synthétique (IGEM -International Genetically Engineered Machine-), une équipe d'étudiants de l'université de Cambridge a trouvé une nouvelle solution viable au problème de la faible luminosité. Ils sont parvenus à créer une lumière assez puissante en combinant l'ADN de deux espèces différentes de lucioles. Ils ont cherché à modifier le génome d'insectes (lucioles) et de bactéries sous-marines (Vibrio fischeri) de façon à accroître leur production d'enzymes capables de stocker la lumière. Ils ont par la suite poursuivi leurs études pour parvenir à mettre au point des composants capables d'être insérés au sein même d'un génome. Le premier organisme à avoir fait les frais de cette expérimentation est la bactérie Escherichia coli. L'équipe s'est ainsi rendue compte qu'une culture de bactéries de la taille d'une bouteille suffisait à produire suffisamment de lumière pour permettre de lire.

C'est en partant de ces recherches qu'une start-up californienne, Glowing Plants, a créée une bactérie capable de rendre l'Arabidopsis (une petite plante verte connue pour son génome très simple) bioluminescente. Pour ce faire, ils ont utilisé un outil classique en génétique végétale: l'Agrobacterium. La particularité de cette bactérie est qu'elle est capable de transférer une partie de son ADN à la plante infestée. Dans la nature, cette bactérie provoque chez la plante des tumeurs appelées la galle.

En laboratoire, cette bactérie est un outil de choix pour qui sait l'utiliser à son avantage. Effectivement, la séquence génétique qui porte la maladie est contenue par un plasmide (petit bout d'ADN circulaire). Une fois le plasmide modifié placé dans la bactérie, il suffit de la laisser se multiplier. Lorsque les feuilles sont plongées dans la solution contenant la bactérie, ces dernières transmettent alors leur plasmide génétiquement modifié dans la plante. Les feuilles produisent ensuite rapidement de la lumière. Ce procédé est expliqué dans le schéma ci-contre.