une macromolécule d'apoferritine photographiée

Salut

S&V a écrit:

Pour la première fois, la frêle silhouette d'un atome apparaît, directement photographiée au sein d'une molécule, en 3D ! Une prouesse due à la cryomicros-copie électronique, qui promet de dévoiler l'intimité des processus biologiques.
Le cliché a provoqué l'admiration des connaisseurs. On y voit une pelote d'où émergent quantité de ramifications ornées de bourgeons : une macromolécule d'apoferritine, un transporteur du fer dans le sang, dont on distingue le moindre atome ! 1,2 Å (angström), soit 0,12 nm (nanomètre) : c'est la première fois qu'une telle résolution est atteinte en microscopie électronique. "C'est un bond faramineux pour l'observation des protéines" , salue Pierre-Damien Coureux, biochimiste et spécialiste de microscopie électronique à l'École polytechnique.

Source S& avec  image ici

Extraordinaire n'est-il pas ?





Mais c'est quoi la cryomicros-copie ?

C'e qu'en dit wikipedia en résumé a écrit:

La cryo-microscopie électronique (cryo-ME) correspond à une technique particulière de préparation d’échantillons biologiques utilisée en microscopie électronique en transmission. Développée au début des années 19801, cette technique permet de réduire les dommages d’irradiation causés par le faisceau d’électrons2. Elle permet également de préserver la morphologie et la structure des échantillons.

S’affranchissant de la présence de colorant ou de fixateur chimique, cette technique consiste à congeler très rapidement des échantillons biologiques sous forme hydratés dans de l’éthane liquide, de manière à les figer dans leur état natif dans une glace amorphe c'est-à-dire non cristalline.

Avec le développement continu de nouvelles générations de microscopes électroniques et de systèmes d’acquisition des données (notamment le développement de caméras à détection directe d’électrons), la cryo-ME permet désormais dans certains cas d’obtenir des résultats similaires, voire supérieurs, à ceux de la cristallographie aux rayons X pour la résolution de structures tridimensionnelles (3D) d’objets biologiques.

ce qu'en dit wikipedia

Ce que je ne comprend pas c'est comment ils illuminent cette molécule, j'avais cru comprendre que l'on ne pouvait le faire à cause de la longueur d'onde de la lumière pour tous les objets plus petit que cette longueur d'onde ?

faudra que je fouine un peu plus

Le Vieux.

Le Vieux a écrit:

Salut

Ce que je ne comprend pas c'est comment ils illuminent cette molécule, j'avais cru comprendre que l'on ne pouvait le faire à cause de la longueur d'onde de la lumière pour tous les objets plus petit que cette longueur d'onde ?
Le Vieux.

Moi non plus

Le plus vieux ( Et pluvieux quand il pisse )

Bon alors c'est moi qui m'y colle, c'est mon domaine  

Il existe effectivement une loi (Abbe) qui dit que la résolution en microscopie dépend de l'onde utilisée. En théorie (*) on ne peut atteindre une meilleure résolution que la moitié de la longueur d'onde utilisée. Donc effectivement, avec la lumière on est assez limité (le plus petit est dans l'UV, sous 300nm).
Et c'est bien pour cela que l'on a développé la microscope électronique! Car les électrons ont une longueur d'onde infiniment plus courte que la lumière, donc bien meilleure résolution!
Alors problème: les électrons vont rencontrer les molécules de l'air et donc il faut créer un vide poussé.

Alors la cryo-EM c'est quoi et à quoi cela sert-il?
La cryo-EM sert à modéliser des structures moléculaires en 3D. On peut aussi utiliser une autre méthode, qui fait appel aux ondes appelées Röntgen (radio) mais elle nécessite une structure cristalline (la méthode est basée sur la diffraction d'un rayonnement Röntgen) et c'est pas de la tarte comme boulot de cristalliser une protéine.
Donc quid de la cryo-EM?

Et bien on vitrifie une structure, cela peut être une protéine comme ici mais cela peut être un virus ou une partie de virus. Cela signifie que l'on refroidit l'échantillon dans une solution aqueuse tellement vite que l'eau n'a pas le temps de former des cristaux, elle est sous forme amorphe (car les cristaux modifierait le chemin des électrons). On s'arrange pour avoir une fine couche d'eau de manière à avoir une seule couche de la structure à analyser. Ensuite on conserve l'échantillon sous -20°C, on l'insère dans un cryo-microscope électronique à transmission, toujours refroidi et sous vide donc.
Le reste est un système de prise de vues et de traitement des images automatique. On prend des milliers d'images à haute résolution de la structure. Pour chaque image, on a une image de la structure en question dans un angle chaque fois différent. Ensuite on fournit les images à un algorithme qui va calculer la structure en 3D de la structure.
Voici un lien qui explique peut-être mieux comment ca marche:
https://www.researchgate.net/figure/Overview-of-single-particle-cryo-EM-for-mTRPV3-DN-in-a-nanodisc-a-Cryo-EM-micrograph-of_fig2_342366912

On améliore régulièrement la résolution finale en corrigeant les abérrations du faisceau d'électrons, grâce aux mathématiciens et physiciens.

(*) Je dis en théorie car cette barrière a été vaincue en microscopie à fluorescence depuis plusieurs années grâce à plusieurs méthodes.