La recherche scientifique a toujours eu le pouvoir de nous étonner, en mettant en lumière des phénomènes inattendus. Le dernier en date est un virus génétiquement manipulé qui s’avère être une source d’électricité prometteuse. L'équipe de Seung Wuk Lee, bio-ingénieur à l’Université de Californie à Berkeley, a montré comment les bactériophages M13, des virus qui infectent les bactéries, peuvent être amenés à devenir de petites « centrales électriques ».
Origines des courants électriques biologiques
Le concept de bioélectricité n'est pas nouveau. Déjà au XVIIIe siècle italien Luigi galvani ont démontré comment les impulsions électriques pouvaient induire des contractions musculaires chez les grenouilles, jetant ainsi les bases de l'électrophysiologie. Cependant, la compréhension détaillée de ces phénomènes au niveau moléculaire est restée jusqu’à présent un mystère.
Le bactériophage M13 possède une structure unique, « ornée » d’une gaine protéique composée de près de 3.000 XNUMX copies d’une protéine hélicoïdale. Cet agencement crée une polarité, avec des charges positives à l’intérieur et des charges négatives à l’extérieur. L'équipe de Lee avait précédemment découvert que l'application d'une pression sur ces protéines les générait piézo-électricité, ou la capacité de transformer la force mécanique en énergie électrique.
Génération de courants électriques à partir de chaleur
En modifiant génétiquement les virus pour inclure une séquence protéique spécifique, les chercheurs les ont amenés à se lier à de fines plaques recouvertes de nickel. En exposant ces structures à la chaleur (soit par le feu, soit par un laser), les protéines fondent et se replient, déséquilibrant les charges et générant des tensions électriques.
Ce processus, connu sous le nom pyroélectricité, a été encore renforcée par l'insertion de glutamate, un acide aminé chargé négativement, sur la surface externe des protéines. Vous pouvez trouver ici plus d'informations sur l'étude réalisée.
Applications pratiques
La recherche ouvre la voie à plusieurs applications pratiques. L’une d’elles est l’utilisation de bactériophages comme biocapteurs pour détecter les gaz nocifs. En exploitant leur capacité à générer des signatures électriques spécifiques en présence de certains produits chimiques, comme le xylène, les virus peuvent s'avérer être des outils efficaces dans la détection de substances dangereuses.
Même si la tension générée par les virus reste encore modeste, les chercheurs sont optimistes quant à la possibilité de l’amplifier. Les virus M13 ont la capacité de s’auto-répliquer, augmentant ainsi leur nombre et, par conséquent, l’intensité de l’énergie électrique produite.
Nous verrons. Cette recherche met non seulement en évidence l’importance de la bio-ingénierie dans la production d’énergie durable, mais ouvre également de nouvelles perspectives sur la compréhension et l’utilisation de l’électricité biologique. Les travaux de Lee et de son équipe nous rappellent (s’il en était encore besoin) que les solutions les plus innovantes peuvent provenir des sources les plus inattendues.
