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2010-08-17
Actualité médicale

Tags: Microscopie -  résolution -  imagerie -  biologique - 
Microscopie de super-résolution dynamique : une révolution pour l'imagerie biologique - Actualité médicale
Microscopie de super-résolution dynamique : une révolution pour l'imagerie biologique

Jusqu'à présent, la microscopie de super-résolution, également appelée nanoscopie, autorisait la cartographie d'une population de molécules individuelles à la surface de cellules vivantes, à condition de modifier génétiquement les organismes pour les rendre fluorescents. Des physiciens et biologistes du CNRS et de l'Université de Bordeaux ont étendu cette technique à l'imagerie de molécules se trouvant à la surface de cellules non modifiées génétiquement et au suivi de leurs trajectoires pendant plusieurs secondes. Cette nouvelle technique permet un grand nombre d'études jusqu'à présent inaccessibles et suscite un énorme intérêt dans la communauté des biologistes cellulaires.

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Le microscope est l'outil idéal pour observer le monde vivant à petite échelle. Quel élève n'a pas observé les cellules des pelures d'oignons ou les chloroplastes entre deux petites plaquettes de verre ? Mais lorsque l'on s'intéresse à des objets encore plus petits à l'intérieur des cellules, le phénomène de diffraction (1) limite la résolution : en deçà de 250 nanomètres (un quart de micron), les objets que l'on veut observer ne sont plus que des taches, car les pinceaux lumineux renvoyés par chaque point de l'objet s'élargissent et se confondent.

La détection de molécules uniques

Depuis quelques années, les chercheurs ont réussi à contourner cette difficulté grâce une famille de nouvelles techniques de « microscopies de super-résolution » ou nanoscopies. Ces méthodes, capables de fournir des images nanoscopiques des assemblages moléculaires présents à la surface des cellules, sont en passe de révolutionner le domaine de l'imagerie cellulaire biologique. Quel est leur principe ? On utilise le fait que malgré la diffraction, on peut localiser très précisément un point (ou une molécule) unique, puisque l'on sait qu'il se trouve au centre de la tache de lumière qu'il nous renvoie, alors que dès que l'on a plusieurs points sur un objet dont on veut faire une image, les deux tâches se recouvrent et on ne peut plus connaître leurs positions exactes.

Les chercheurs ont eu l'idée d'utiliser l'ingénierie génétique pour n' « allumer », à un instant donné, que quelques points de façon aléatoire sur les objets qu'ils souhaitaient imager à la surface de cellules vivantes. Un peu comme une guirlande de Noël où les ampoules s'allument les unes après les autres et qui permet au final d'avoir une idée de la forme globale du sapin, une fois que toutes les ampoules se sont allumées.

Mais ces méthodes ...

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Article écrit le 2010-08-17 par Biophysical Journal - CNRS
Source: Biophysical Journal - CNRS Accéder à la source

Mots clés: Microscopie résolution imagerie biologique


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En savoir plus

Notes :
(1) On peut comprendre ce qu'est la diffraction lorsque l'on place une feuille percée d'un petit trou devant une lampe et que l'on observe sur un écran la tache lumineuse formée. Si le trou est suffisamment grand, la tâche a la même dimension que le trou. Lorsqu'il atteint des dimensions de l'ordre de la longueur d'onde de la lumière visible (de 400 à 700 nanomètres), plus le trou est petit, plus la tache est étendue en comparaison. Il n'est donc pas possible d'avoir un pinceau de lumière aussi fin qu'on le souhaite.
(2) en collaboration avec un informaticien de l'INSERM, des chimistes de Francfort (Allemagne) et des biologistes de Portland (USA).

Références :
Dynamic super-resolution imaging of endogenous proteins on living cells at ultra-high density, G. Giannone, E. Hosy, F. Levet, A. Constals, K. Schulze, A.I. Sobolevsky, M.P. Rosconi, E. Gouaux, R. Tampé, D. Choquet and L. Cognet, Biophysical Journal, 18 août 2010.