Construire des collecteurs d'énergie lumineuse sur les membranes cellulaires
Insérées dans la membrane plasmique, de nombreuses protéines accomplissent toutes sortes de fonctions critiques pour la cellule. Certaines de ces protéines intégrales de membrane sont photosensibles, particulièrement chez les plantes vertes et les bactéries où elles jouent un rôle dans la photosynthèse ou des formes moins évoluées de recueil de l'énergie lumineuse du soleil. Le spectre électromagnétique (EM) se compose de radiations de différentes fréquences dont les protéines intégrales membranaires photosensibles (PIMP) n'utilisent qu'une faible portion, réduisant leur efficacité. L'une des zones de fréquences inutilisées du spectre électromagnétique part de l'ultraviolet et va jusqu'au bleu. Le projet Nanophotochrome («Energy conversion within the hybrid materials engineered from the nanocrystals quantum dots and photochromic membrane proteins») a été conçu pour développer une antenne collectrice d'énergie lumineuse sur la membrane plasmique en utilisant la nanotechnologie et le génie génétique et plus particulièrement, optimiser l'efficacité de recueil de cette énergie par les centres de réactions photosynthétiques (CRP) ou la protéine intégrale photosensible membranaire, bactériorhodopsine (bR). Les points quantiques (QDs, pour quantum dots) sont des nanomatériaux uniques, capables d'absorber la lumière sur un large spectre de fréquences dont celles intéressant les chercheurs et de transférer cette énergie sur une autre région du spectre, dans ce cas une fréquence biologiquement utilisable. Les chercheurs ont réussi à développer un couple optique composé d'un donneur (le point quantique) et d'un accepteur (le chromophore PIMP) assemblé en nano-unités hybrides (PIMP-QD) capables d'optimiser la photosynthèse dans des systèmes de récolte et de transfert d'énergie. Ils ont continué leurs travaux en développant ces matériaux sur des systèmes photovoltaïques. Les partenaires du projet ont également tenté d'utiliser ces matériaux hybrides et le processus de transfert d'énergie au sein de complexes immuns en ayant pour objectif le développement d'outils de diagnostic pour la détection des métastases du cancer du sein. Pour résumer, le projet Nanophotochrome a réussi à produire un nouveau système hybride nanobiologique capable d'accroitre le recueil de l'énergie lumineuse dans les systèmes biologiques. Cette technologie ouvre de larges potentialités, que ce soit pour augmenter l'efficacité photosynthétique des plantes, dans le secteur de l'énergie photovoltaïque ou enfin pour la détection de tumeurs cancéreuses.
