2024-04-11 14:34:04
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D’accord! Images créées avec la nouvelle technique de microscopie FLASH-PAINT, développée à Yale par le laboratoire de Joerg Bewersdorf, PhD. Crédit : Laboratoire Bewersdorf, Université de Yale
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Images créées avec la nouvelle technique de microscopie FLASH-PAINT, développée à Yale par le laboratoire de Joerg Bewersdorf, PhD. Crédit : Laboratoire Bewersdorf, Université de Yale
Imaginez que vous assistez à un match de football, mais que tous les joueurs sont invisibles à l’exception des deux quarterbacks. Sans pouvoir voir les mouvements orchestrés de l’ensemble des équipes, ce serait un match très déroutant à regarder.
Les chercheurs sont confrontés à un dilemme similaire lorsqu’ils imagent des cellules au microscope. Au sein d’une seule cellule vit un écosystème complexe de millions de molécules interagissant les unes avec les autres. L’observation des organites, des protéines et d’autres minuscules composants subcellulaires nécessite une microscopie à super-résolution. Cependant, ce processus permet actuellement aux chercheurs de visualiser seulement une poignée de cibles différentes à la fois.
Une nouvelle technique de microscopie développée par les scientifiques de Yale offre une manière sans précédent d’observer le fonctionnement interne des cellules individuelles. La nouvelle technique, nommée FLASH-PAINT, permet aux chercheurs de visualiser un nombre potentiellement illimité de molécules différentes.
Au cœur du processus se trouve une nouvelle application de sondes d’imagerie, ou réactifs, qui sont des composés appliqués à des échantillons biologiques pour améliorer la capacité des scientifiques à détecter de minuscules détails. L’équipe a publié ses résultats dans Cell.
«Si vous parvenez simplement à examiner une ou deux protéines, vous n’avez pas une vue d’ensemble», déclare Joerg Bewersdorf, Ph.D., professeur Harvey et Kate Cushing de biologie cellulaire et chercheur principal du travail. «Nous pouvons désormais imager autant de protéines et d’autres caractéristiques que nous le souhaitons, de manière très élégante et rapide.»
Résumé graphique. Crédit : Cellule (2024). DOI : 10.1016/j.cell.2024.02.033
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Résumé graphique. Crédit : Cellule (2024). DOI : 10.1016/j.cell.2024.02.033
La nouvelle sonde d’imagerie se lie de manière transitoire à un nombre illimité de molécules
Une méthode actuelle pour visualiser les processus cellulaires internes implique l’utilisation d’un anticorps en combinaison avec des sondes d’imagerie constituées d’un simple brin d’ADN et d’un colorant fluorescent. L’anticorps guide la sonde vers sa cible, où le brin d’ADN se lie à un brin d’ADN complémentaire « d’accueil » sur l’anticorps.
Une limitation de cette technique est que chaque cible nécessite sa propre sonde d’imagerie. Par exemple, si une équipe souhaite examiner 10 cibles différentes, elle devra appliquer 10 sondes. «Mais si notre vision était d’imager chaque protéine d’une cellule, il existerait environ 20 000 protéines différentes», explique Florian Schüder, Ph.D., chercheur associé en biologie cellulaire et premier auteur de l’article. L’imagerie de ces cellules, dit-il, n’est pas réalisable avec les technologies existantes.
Pour surmonter cet obstacle, l’équipe de Yale a introduit un adaptateur qui relie la sonde d’imagerie et la cible. Cet adaptateur est très flexible dans sa conception et peut connecter tout type de sonde à tout type de cible. La clé du succès de cette nouvelle technique réside dans le fait que l’adaptateur ne se lie à la cible que très brièvement. «Il est vraiment crucial qu’il puisse passer facilement d’une cible à l’autre», explique Bewersdorf.
La microscopie rapide et rentable ouvre la voie à de nouvelles découvertes
La liaison transitoire de la nouvelle sonde et sa capacité à se connecter à de nombreuses cibles rendent FLASH-PAINT 100 fois plus rapide et ce, à une fraction du coût des techniques actuelles de microscopie à super-résolution. «Cela accélérera le processus de découverte scientifique», déclare Bewersdorf. «Au lieu de faire une centaine d’expériences sur les interactions individuelles d’une ou deux protéines, nous pouvons désormais réaliser une seule expérience dans laquelle nous pouvons voir toutes les interactions possibles.»
Dans le cadre de recherches plus approfondies, l’équipe de Yale explore l’application de FLASH-PAINT à l’imagerie tissulaire et son potentiel en tant qu’outil de diagnostic.
Plus d’information:
Florian Schueder et al, Démêler la complexité cellulaire avec des adaptateurs transitoires dans l’imagerie super-résolution hautement multiplexée, Cell (2024). DOI : 10.1016/j.cell.2024.02.033
Informations sur la revue :
Cellule
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