Microscopie : la plus haute résolution en trois dimensions
Des chercheurs ont mis au point une méthode de microscopie à super-résolution pour la différenciation rapide des structures moléculaires en 3D.
Les méthodes de microscopie à super-résolution sont essentielles pour découvrir les structures des cellules et la dynamique des molécules. Depuis que les chercheurs ont surmonté la limite de résolution d'environ 250 nanomètres (et obtenu le prix Nobel de chimie 2014 pour leurs efforts), longtemps considérée comme absolue, les méthodes de microscopie ont progressé rapidement. Aujourd'hui, une équipe dirigée par le professeur Philip Tinnefeld, chimiste à LMU, a réalisé une nouvelle avancée en combinant plusieurs méthodes, atteignant la plus haute résolution dans l'espace tridimensionnel et ouvrant la voie à une approche fondamentalement nouvelle pour une imagerie plus rapide des structures moléculaires denses. La nouvelle méthode permet une résolution axiale inférieure à 0,3 nanomètre.
Fiona Cole et Jonas Zähringer, auteurs de la publication, alignent un microscope à fluorescence.
© LMU
Les chercheurs ont combiné la méthode dite pMINFLUX développée par l'équipe de Tinnefeld avec une approche qui utilise les propriétés spéciales du graphène comme accepteur d'énergie. pMINFLUX est basée sur la mesure de l'intensité de fluorescence des molécules excitées par des impulsions laser. La méthode permet de distinguer leurs distances latérales avec une résolution de seulement 1 nanomètre. Le graphène absorbe l'énergie d'une molécule fluorescente qui n'est pas éloignée de plus de 40 nanomètres de sa surface. L'intensité de la fluorescence de la molécule dépend donc de sa distance par rapport au graphène et peut être utilisée pour mesurer la distance axiale.
DNA-PAINT augmente la vitesse
Par conséquent, la combinaison du pMINFLUX avec ce transfert d'énergie du graphène (GET) fournit des informations sur les distances moléculaires dans les trois dimensions, et ce avec la plus haute résolution possible à ce jour, soit moins de 0,3 nanomètre. "La haute précision du GET-pMINFLUX ouvre la voie à de nouvelles approches pour améliorer la microscopie à super-résolution", explique Jonas Zähringer, auteur principal de l'article.
Les chercheurs ont également utilisé cette technique pour augmenter la vitesse de la microscopie à super-résolution. À cette fin, ils se sont appuyés sur la nanotechnologie de l'ADN pour développer l'approche dite L-PAINT. Contrairement à DNA-PAINT, une technique qui permet la super-résolution par la liaison et la déliaison d'un brin d'ADN marqué avec un colorant fluorescent, le brin d'ADN dans L-PAINT a deux séquences de liaison. En outre, les chercheurs ont conçu une hiérarchie de liaison, de sorte que le brin d'ADN de L-PAINT se lie plus longuement d'un côté. Cela permet à l'autre extrémité du brin de balayer localement les positions de la molécule à un rythme rapide.
"En plus d'augmenter la vitesse, cela permet de balayer des grappes denses plus rapidement que les distorsions résultant de la dérive thermique", explique M. Tinnefeld. "Notre combinaison de GET-pMINFLUX et de L-PAINT nous permet d'étudier les structures et la dynamique au niveau moléculaire, ce qui est fondamental pour notre compréhension des réactions biomoléculaires dans les cellules.
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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