Assemblages de protéines, connu sous le nom de complexes protéiques, ont des fonctions importantes dans les cellules; complexes protéiques enchâssés dans la membrane cellulaire, par exemple, sont responsables des échanges avec le milieu extracellulaire. Mais parce qu'ils sont très petits, leur composition à partir de sous-unités ne peut être déterminée qu'indirectement ou avec un effort de temps extrême. Les scientifiques de l'INM - Institut Leibniz pour les nouveaux matériaux développent actuellement une nouvelle technologie de microscopie pour la détection directe de ces sous-unités individuelles de complexes protéiques dans la membrane cellulaire des cellules intactes. La méthodologie est appliquée pour étudier un complexe protéique agissant comme un canal calcique dans la membrane cellulaire. Le canal joue un rôle important dans le cancer de la prostate.
Avec la nouvelle technique analytique, les scientifiques utilisent la microscopie électronique pour examiner les complexes protéiques dans des cellules entières dans leur environnement aqueux naturel. La protéine en question, la protéine formant le canal calcique TRPV6, est d'abord pourvu d'une « ancre » à laquelle une nanoparticule d'or peut se lier. Chaque nanoparticule montre ainsi la position d'une sous-unité protéique de sorte que la composition des canaux d'un multiple de protéines et leurs emplacements deviennent visibles tels qu'ils sont dans la cellule vivante.
Les cellules sont examinées dans de minuscules chambres à liquide à l'aide du microscope électronique. « Les échantillons liquides ne peuvent pas être étudiés en microscopie électronique traditionnelle », explique le professeur Niels de Jonge, responsable du groupe Microscopie Electronique Innovante à l'INM. Les cellules sont généralement étudiées à l'état sec via une coupe mince de matière plastique solide séchée incorporée ou congelée, ce qui signifie que les protéines ne sont plus dans leur environnement intact et naturel. À l'aide de minuscules chambres à liquide, les cellules entières peuvent désormais être examinées dans un environnement aqueux. Les chambres sont fabriquées à partir de micropuces de silicium et sont très minces, fenêtres en nitrure de silicium transparent aux électrons.
Les recherches des experts en microscopie électronique de l'INM s'articulent autour de deux objectifs :« Nous souhaitons perfectionner notre nouvelle technologie et démontrer que son application est utile pour la recherche biologique et pharmaceutique. Les chercheurs de l'INM travaillent donc en étroite collaboration avec les scientifiques du département de pharmacologie et toxicologie clinique et expérimentale de l'université de la Sarre.
