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Cryo-ME : ils génèrent les images d’atomes les plus précises jamais observées !

Crédits : MRC Laboratory of Molecular Biology

Grâce à la cryo-microscopie électronique (cryo-ME), des chercheurs allemands et britanniques ont produit des images d’atomes d’une précision sans égal ! Quelle est cette technologie qui bouleverse depuis peu l’imagerie des biomolécules ?

Des images uniques !

Une publication dans la revue Nature ce 3 juin 2020 met en lumière les recherches des équipes de l’Institut Max Planck pour la chimie biophysique à Göttingen (Allemagne) et du Laboratoire de biologie moléculaire du Medical Research Council de Cambridge (Royaume-Uni). Or, ces microscopistes et biologistes structurels disent avoir produit des images d’atomes d’une précision jamais inégalée à ce jour !

Le microscope qui a servi à la production de ces images n’est autre qu’un microscope électronique en transmission. Rappelons que le microscope traditionnel permet l’observation d’un échantillon au milieu d’un faisceau de lumière. En revanche, le microscope électronique en transmission place ce même échantillon devant un rayon où circulent des électrons.

Un modèle de précision et de netteté

Cette technique nommée cryo-microscopie électronique (cryo-ME) permet une résolution atomique. Grâce aux lentilles électromagnétiques, les chercheurs allemands et britanniques ont observé des atomes dans une protéine (apoferritin) avec un niveau de détails incroyable. Il est question de dimensions jusqu’à 1,2 ångström (1 ångström valant 0,1 nanomètre).

Outre la précision unique des images, leur netteté est également un point très intéressant. En effet, la technique de cryo-ME n’a pas besoin de colorant ou de fixateur chimique. Il s’avère que les échantillons sont congelés rapidement sous forme hydratée. Ceci permet donc de conserver leur état originel.

atome cryo ME
Crédits : Max Planck Institute for Biophysical Chemistry in Göttingen

Les deux études sont disponibles sur la plateforme de pré-publication bioRxiv, l’étude allemande et l’étude britannique. Interrogé dans l’article de Nature, le principal auteur de l’étude allemande Holger Stark estime que ces recherches représentent « une étape importante » ayant permis de dépasser « la dernière barrière de résolution ».

Une grande avancée en médecine

La technique de cryo-ME est une avancée très importante en médecine. Pour leurs travaux ayant permis son développement, Jacques Dubochet (Suisse), Joachim Frank (Allemagne) et Richard Henderson (Écosse) ont reçu le Prix Nobel de chimie 2017. En 2019, des chercheurs finlandais et belges avaient mis en évidence une nouvelle caractéristique de plusieurs virus communs à l’être humain en utilisant la technique de cryo-ME.

Cette technique a également été utilisée pour mieux comprendre le Covid-19. Ces recherches sont à l’origine d’images à l’échelle moléculaire d’une protéine de surface permettant au virus de s’accrocher aux cellules pulmonaires avant de les infecter. Il s’agissait également de prendre connaissance de la manière dont cette même protéine détourne les fonctions primaires des cellules pulmonaires afin de permettre au virus de se multiplier.