Avant que les germes comme les virus ne vous rendent malade, ils doivent d'abord atterrir sur l'une de vos cellules - à la manière de Mars Rover - puis se frayer un chemin à l'intérieur.

Une équipe de physico-chimistes de Duke construit un microscope si puissant qu'il peut repérer ces minuscules germes en train d'infecter.

L'équipe a créé une nouvelle "caméra virale" 3D qui peut espionner de minuscules germes viraux alors qu'ils se tortillent en temps réel. Dans une vidéo prise au microscope, vous pouvez observer un lentivirus rebondir et trembler à travers une zone un peu plus large qu'un cheveu humain.

Prochain, ils espèrent développer cette technique en une "caméra magique" multifonctionnelle qui leur permettra de voir non seulement les virus dansants, mais aussi les membranes cellulaires beaucoup plus grandes qu'ils essaient de culasse.

"En réalité, ce que nous essayons d'étudier, ce sont les tout premiers contacts du virus avec la surface cellulaire - comment il appelle les récepteurs, et comment il jette son enveloppe, " a déclaré le chef de groupe Kevin Welsher, professeur adjoint de chimie à Duke. "Nous voulons regarder ce processus en temps réel, et pour ce faire, nous devons pouvoir nous verrouiller sur le virus dès le premier instant."

Ce n'est pas le premier microscope qui peut suivre en temps réel, Mouvements 3D de particules individuelles. En réalité, en tant que chercheur postdoctoral à Princeton, Welsher a construit un modèle antérieur et l'a utilisé pour suivre une perle fluorescente brillante lorsqu'elle se coince dans la membrane d'une cellule.

Mais le nouveau virus cam, construit par Duke postdoc Shangguo Hou, peut suivre les particules qui se déplacent plus rapidement et dont la luminosité est plus faible par rapport aux microscopes antérieurs. "Nous essayions de dépasser une limitation de vitesse, et nous essayions de le faire avec le moins de photons collectés possible, ", a déclaré le gallois.

La capacité de repérer les particules de gradation est particulièrement importante lors du suivi des virus, a dit le gallois. Ces petits faisceaux de protéines et d'ADN n'émettent naturellement aucune lumière, pour les voir au microscope, les chercheurs doivent d'abord leur coller quelque chose de fluorescent. Mais de nombreuses particules fluorescentes brillantes, comme les points quantiques, sont assez gros par rapport à la taille de la plupart des virus. En attacher un, c'est un peu comme coller une balle de baseball sur un ballon de basket - il y a de fortes chances que cela affecte la façon dont le virus se déplace et interagit avec les cellules.

Le nouveau microscope peut détecter la lumière plus faible émise par des protéines fluorescentes beaucoup plus petites - qui, si le virus est un ballon de basket, ont approximativement la taille d'un pois. Des protéines fluorescentes peuvent également être insérées dans le génome viral, ce qui leur permet d'être incorporés dans le virus au fur et à mesure de son assemblage.

"C'était le grand mouvement pour nous, " Welsher a dit, "Nous n'avons pas eu besoin d'utiliser un point quantique, nous n'avons pas eu besoin d'utiliser une perle fluorescente artificielle. Tant que la protéine fluorescente était quelque part dans le virus, nous pouvions le repérer." Pour créer leur vidéo virale, L'équipe de Welsher a fait appel à Duke's Viral Vector Core pour insérer une protéine fluorescente jaune dans leur lentivirus.

Maintenant que le microscope de détection de virus est opérationnel, l'équipe est occupée à construire un microscope à balayage laser qui sera également capable de cartographier les surfaces cellulaires à proximité. "Donc, si nous savons où se trouve la particule, nous pouvons également imager autour d'elle et reconstruire où la particule va, " Welsher a dit. " Nous espérons adapter ceci pour capturer l'infection virale en temps réel. "