Des scientifiques de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) en Allemagne ont développé une nouvelle méthode d'observation de protéines individuelles.

Une connaissance détaillée de la dynamique des protéines est nécessaire pour comprendre les processus biologiques connexes qui se produisent au niveau moléculaire. À ce jour, ces informations ont été obtenues par marquage des protéines avec des substances fluorescentes, mais malheureusement cela modifie les protéines étudiées et influence ainsi les processus biologiques à observer.

"Notre méthode permet de suivre en direct des protéines individuelles sans avoir à les étiqueter au préalable, " explique le professeur Dr. Carsten Sönnichsen de l'Institut de chimie physique de JGU. " Nous obtenons maintenant de toutes nouvelles connaissances sur les processus moléculaires et pouvons voir, par exemple, comment les choses sont constamment en mouvement, même à très petite échelle."

La méthode développée par le groupe de chimistes de Mayence dirigé par Carsten Sönnichsen repose sur l'utilisation de nanoparticules d'or. Ceux-ci servent de nanoantennes scintillantes qui, lorsqu'ils détectent des protéines individuelles non marquées, modifier légèrement leur fréquence ou, en d'autres termes, leur couleur. Ces minuscules changements de couleur peuvent être observés à l'aide de la technique développée à Mayence. « C'est un énorme bond en avant technologique :nous avons réussi à atteindre une résolution temporelle très élevée pour l'observation de molécules individuelles, " explique Sönnichsen. Il est ainsi désormais possible d'observer précisément la dynamique d'une molécule de protéine à la milliseconde près.

La possibilité de détecter des molécules de protéines individuelles ouvre également de tout nouveaux horizons. Il est ainsi devenu possible de suivre la fluctuation des densités de population de protéines et d'observer les processus d'adsorption des protéines en temps réel, entre autres. "Nous pouvons voir comment les molécules se déplacent, comment ils s'amarrent à des endroits particuliers, et comment ils se replient - cela nous a donné une fenêtre sur le monde moléculaire, " explique le Dr Irene Ament, membre du groupe de Sönnichsen. Cette nouvelle technologie pourrait s'avérer utile non seulement en chimie mais aussi en médecine et en biologie.

Le travail est un élément important dans la recherche sur les phénomènes de non-équilibre au niveau moléculaire et fournit ainsi une base solide pour le futur Cluster of Excellence Molecularly Controlled Non-Equilibrium (MCNE), qui a été sélectionné pour participer à la phase finale de l'Initiative d'excellence par les gouvernements fédéral et étatiques allemands pour promouvoir la recherche de haut niveau dans les universités allemandes. Entre autres sources, le projet a reçu un soutien financier sous la forme d'un ERC Starting Grant pour le projet "Single metal nanoparticles as Molecular Sensors" (SINGLESENS).