L'imagerie du zoo cellulaire dynamique facilitée
Ces travaux permettront d'accroître la capacité de surveiller simultanément de nombreux processus dans les cellules.
Imaginez la difficulté de suivre visuellement cinq personnes dispersées dans un stade. Les chercheurs réalisent des exploits bien plus étonnants en suivant simultanément de nombreux facteurs cellulaires différents, mais ils ont besoin d'une boîte à outils de fluorescence élargie pour améliorer les capacités actuelles.
Image symbolique
Computer-generated image
Structure du chromophore des mutants avGFP à courte longueur d'onde latérale
Kazunori Sugiura
Schéma de la sonde de type FRET (à gauche) ainsi que des changements de concentration de calcium et d'ATP dans la même cellule (à droite). Addition d'histamine à 0 min.
Kazunori Sugiura
Dans une étude récemment publiée dans Communications Biology, des chercheurs du SANKEN (Institut de recherche scientifique et industrielle) de l'université d'Osaka ont modifié génétiquement une protéine pour qu'elle présente la plus courte longueur d'onde d'émission de fluorescence actuellement disponible.
La fluorescence est un moyen courant de visualiser au microscope le fonctionnement interne des cellules. Par exemple, une biomolécule intéressante peut être génétiquement associée à une protéine fluorescente (c'est-à-dire un fluorophore) qui émet une couleur spécifique (c'est-à-dire une longueur d'onde) de lumière. En associant différents types de biomolécules à différents fluorophores, chacun émettant une longueur d'onde de lumière différente, on peut identifier et suivre toutes ces biomolécules différentes en même temps. En élargissant la gamme des longueurs d'onde émises possibles, on peut augmenter le nombre de biomolécules qui peuvent être suivies simultanément. C'est le problème que les chercheurs ont cherché à résoudre.
"La limite de la longueur d'onde d'émission courte des protéines fluorescentes est restée la même au cours des dix dernières années", explique Kazunori Sugiura, auteur principal. "Cela s'explique par le fait que les chercheurs précédents se sont généralement attachés à apporter des modifications mineures à l'un des acides aminés des mutants de la protéine fluorescente verte."
Les chercheurs de l'université d'Osaka se sont plutôt attachés à optimiser les interactions entre le centre de fluorescence (c'est-à-dire le chromophore) et les molécules d'eau et acides aminés environnants. En empêchant l'ionisation et en stabilisant l'hydratation du chromophore, le fluorophore obtenu, appelé Sumire, présentait plusieurs propriétés de fluorescence remarquables : (1) une émission à 414 nanomètres, un nouveau record ; (2) une luminosité près de quatre fois supérieure à celle de l'état de l'art ; et (3) une émission stable entre pH 5,5 et 9,0, ce qui correspond à la plupart des pH observés dans la plupart des cellules.
"Nous avons également réalisé un transfert d'énergie par résonance de fluorescence, une technique d'imagerie biomoléculaire courante, entre Sumire et des fluorophores protéiques commerciaux courants", explique Takeharu Nagai, auteur principal. "Cela illustre encore plus la compatibilité de Sumire avec l'analyse multiparamétrique moderne".
Ces travaux ont réussi à utiliser le génie génétique pour élargir la boîte à outils de l'imagerie cellulaire, en modifiant le chromophore d'une protéine fluorescente d'une manière qui n'avait pas encore été envisagée. L'approche des chercheurs de l'université d'Osaka sera utile pour élargir la gamme des longueurs d'onde de fluorescence atteignables à partir de protéines modifiées, ce qui aidera les chercheurs à découvrir des principes biologiques importants dans la santé normale et la maladie.
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.
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