Aujourd'hui, un nouveau capteur développé par Janelia offre aux chercheurs le meilleur aperçu à ce jour des niveaux d'ATP à l'intérieur des cellules vivantes, permettant aux scientifiques d'étudier plus en détail que jamais comment les fluctuations de cette monnaie cellulaire affectent la cellule et contribuent aux maladies.

Bien que l’ATP soit d’une importance cruciale pour les cellules, les scientifiques ne disposent pas de moyens efficaces pour suivre son évolution dans les cellules vivantes. Les précédents capteurs ATP étaient faibles, lents ou difficiles à utiliser.

En 2019, les chercheurs de Janelia et de l'UCLA ont développé un capteur de protéines fluorescent, iATPSnFR, qui fonctionne de la même manière que les capteurs GCaMP populaires utilisés pour détecter le calcium. Une molécule fluorescente est attachée à une protéine qui lie l'ATP. Lorsque cette liaison se produit, la protéine change de forme, provoquant l’allumage de la molécule fluorescente. Ce capteur de première génération pouvait détecter les changements dans l'ATP, mais il ne fonctionnait que dans une plage étroite, il n'était donc pas utile pour suivre les changements dans les concentrations d'ATP à l'intérieur des cellules.

Aujourd'hui, les scientifiques et collaborateurs de Janelia, dirigés par Jonathan Marvin, scientifique principal de l'équipe de traduction d'outils de Janelia, ont développé le capteur de nouvelle génération, iATPSnFR2, capable de suivre les concentrations d'ATP sur une plage beaucoup plus large. Cela permet aux scientifiques de mesurer l'ATP à l'intérieur des cellules vivantes avec beaucoup plus de détails que jamais.

Les résultats sont publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences. .

Tim Ryan, chercheur à Weill Cornell Medicine et Janelia Scholar, qui a travaillé avec Marvin et l'équipe pour développer et tester le nouveau capteur, a utilisé iATPSnFR2 pour suivre les changements d'ATP au niveau des synapses individuelles, les jonctions où les neurones communiquent.

Ryan et son équipe étudient comment des modifications de l'activité de l'ATP au niveau des synapses pourraient jouer un rôle dans le développement de la maladie de Parkinson. Le nouveau capteur leur permet d'observer directement ces changements et de comprendre comment ces fluctuations pourraient contribuer à la maladie.

Au-delà de cette recherche, l'équipe s'attend à ce que le nouveau capteur soit utilisé par d'autres scientifiques pour étudier un large éventail de questions de recherche impliquant l'ATP auxquelles il était difficile de répondre avec les outils précédents.