À gauche, une cellule humaine expansée avec des microtubules (bleu) et une paire de centrioles (jaune-rouge) au milieu. A droite, la structure détaillée de deux paires de centrioles agrandies. Crédit :Fabian Zwettler / Université de Würzburg
Aller de plus en plus profondément dans les cellules avec le microscope ; imager le noyau et d'autres structures de plus en plus précisément; obtenir les vues les plus détaillées des complexes cellulaires multiprotéiques :tous ces objectifs sont poursuivis par l'expert en microscopie Markus Sauer au Biocenter de Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) en Bavière, Allemagne. En collaboration avec des chercheurs de Genève et Lausanne en Suisse, il a maintenant montré qu'une méthode jusqu'alors incertaine de microscopie à super-résolution est fiable.
On parle ici de microscopie à expansion ultrastructurale (U-ExM). En un mot, ça marche comme ça :Les structures cellulaires à imager, dans ce cas des complexes multiprotéiques, sont ancrés dans un polymère, comme pour décorer un sapin de Noël.
Les structures cellulaires ne sont pas déformées
Les interactions entre les protéines sont alors détruites et le polymère est rempli de liquide. "Le polymère se dilate ensuite uniformément dans toutes les directions spatiales d'un facteur quatre. Les antigènes sont retenus et peuvent ensuite être colorés avec des anticorps marqués par un colorant, " dit le professeur Sauer. Jusqu'à présent, de nombreux scientifiques sont d'avis que l'expansion du polymère ne se déroule pas uniformément et produit une représentation déformée à la fin.
"Avec U-ExM, nous pouvons vraiment représenter des détails ultrastructuraux. La méthode est fiable, " dit Sauer. " Et il fournit une image qui est quatre fois plus haute résolution qu'avec les méthodes standard de microscopie. "
Les centrioles ont pris le départ
L'équipe de recherche le prouve actuellement dans la revue Méthodes naturelles en utilisant les centrioles comme exemple. Ces structures protéiques cylindriques jouent un rôle important dans la division cellulaire, comme l'a décrit le biologiste de Würzburg Theodor Boveri pour la première fois en 1888.
Les centrioles ont été choisis pour l'expérience car leur structure est déjà bien connue. « Cela nous a permis de voir, par rapport aux micrographies électroniques, que U-ExM fonctionne de manière fiable et préserve même la chiralité des triplets de microtubules qui composent les centrioles, " explique Sauer.
Prochain, les chercheurs du JMU veulent utiliser cette méthode de microscopie pour analyser des structures cellulaires dont on n'a pas encore eu une image aussi précise. "Ceux-ci sont, par exemple, sous-structures des centrioles - les complexes de pores nucléaires ou complexes synaptonémiques. Tous sont désormais accessibles pour la première fois avec une résolution moléculaire par microscopie optique, " dit Sauer.
