Le laboratoire de Lew jette une nouvelle lumière sur les membranes cellulaires
Les chercheurs peuvent désormais visualiser les cellules et le mouvement des molécules en 6D.
Des recherches menées dans le laboratoire de Matthew Lew à l'université Washington de Saint-Louis offrent de toutes nouvelles façons de voir l'infiniment petit.
La lumière polarisée, associée à des microscopes programmables, permet aux chercheurs du Lew Lab, à la McKelvey School of Engineering, de voir à la fois comment les molécules se déplacent et comment elles tournent - en même temps.
Oument Zhang/WashU
Ces recherches - deux articles rédigés par des doctorants de la McKelvey School of Engineering - ont été publiées dans les revues Optica et Nano Letters.
Ils ont mis au point un matériel et des algorithmes novateurs qui leur permettent de visualiser les éléments constitutifs du monde biologique au-delà des trois dimensions d'une manière qui, jusqu'à présent, n'était pas réalisable. Après tout, les cellules sont des objets en 3D, remplis de "choses" - des molécules - qui se déplacent, tournent, tournent et culbutent pour animer la vie elle-même.
Comme les microscopes traditionnels, les travaux de deux doctorants du laboratoire Lew, Tingting Wu et Oumeng Zhang, utilisent la lumière pour scruter le monde microscopique, mais leurs innovations sont tout sauf traditionnelles. Actuellement, lorsque les gens utilisent la lumière en imagerie, ils s'intéressent probablement à la luminosité de cette lumière ou à sa couleur. Mais la lumière a d'autres propriétés, notamment la polarisation.
"Les travaux d'Oumeng tordent la polarisation de la lumière", explique M. Lew, professeur adjoint au Preston M. Green Department of Electrical & Systems Engineering. "De cette façon, vous pouvez voir à la fois comment les choses se translatent (se déplacent en ligne droite) et comment elles tournent" - ce que l'imagerie traditionnelle ne permet pas.
"Le développement de nouvelles technologies et la possibilité de voir des choses que nous ne pouvions pas voir auparavant sont passionnants", a déclaré M. Zhang. Cette capacité unique de suivre à la fois la rotation et la position lui donne un aperçu unique de la façon dont les matériaux biologiques - cellules humaines et pathogènes, par exemple - interagissent.
Les travaux de Wu offrent également une nouvelle façon d'imager les membranes cellulaires et, d'une certaine manière, de voir à l'intérieur de celles-ci. À l'aide de molécules traceuses fluorescentes, elle cartographie la façon dont les traceurs interagissent avec les molécules de graisse et de cholestérol dans la membrane, déterminant ainsi comment les lipides sont disposés et organisés.
"Toute membrane cellulaire, tout noyau, tout ce qui se trouve dans la cellule est une structure en 3D", a-t-elle déclaré. "Cela nous aide à sonder l'image complète d'un système biologique. Cela nous permet, pour tout échantillon biologique, de voir au-delà des trois dimensions - nous voyons la structure 3D plus trois dimensions d'orientation moléculaire, ce qui nous donne des images 6D."
Les chercheurs ont développé une technologie d'imagerie computationnelle, qui met en synergie logiciel et matériel, pour réussir à voir l'invisible.
"C'est une partie de l'innovation", a déclaré Lew. "Traditionnellement, les laboratoires d'imagerie biologique sont liés à ce que font les fabricants commerciaux. Mais si nous concevons les choses différemment, nous pouvons faire beaucoup plus."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Tingting Wu, Jin Lu, and Matthew D. Lew ; Dipole-spread-function engineering for simultaneously measuring the 3D orientations and 3D positions of fluorescent molecules; Optica; Vol. 9, Issue 5, pp. 505-511 (2022).
Oumeng Zhang, Weiyan Zhou, Jin Lu, Tingting Wu, and Matthew D. Lew; Resolving the Three-Dimensional Rotational and Translational Dynamics of Single Molecules Using Radially and Azimuthally Polarized Fluorescence; Nano Lett. 2022.
Autres actualités du département science
Recevez les dernières actualités du secteur des sciences de la vie
Ne manquez plus aucune actualité : notre newsletter consacrée aux biotechnologies, au secteur pharmaceutique et aux sciences de la vie vous informe tous les mardis et jeudis. Les dernières nouvelles du secteur, les produits phares et les innovations - de manière compacte et compréhensible dans votre boîte de réception. Recherché par nos soins, pour que vous n'ayez pas à le faire.
