Microscopie à fluorescence haute résolution
17.10.2014
Pour voir la cellule et son contenu, il faut prendre un microscope. Son principe de fonctionnement est relativement simple : des rayons lumineux traversent un objet puis pénètrent dans des loupes, de sorte que l'on peut voir à la fois la cellule et certains des organites qu'elle contient, comme le noyau ou les mitochondries.
Mais si nous voulons voir une protéine ou une molécule d'ADN, ou regarder un grand complexe supramoléculaire comme un ribosome ou une particule virale, alors un microscope optique ordinaire sera inutile. En 1873, le physicien allemand Ernst Abbe en déduit une formule qui limite les capacités de tout microscope optique : il s'avère qu'il est impossible de voir un objet plus petit que la moitié de la longueur d'onde de la lumière visible - c'est-à-dire moins de 0,2 micromètres.
La solution, évidemment, est de choisir quelque chose qui peut remplacer la lumière visible. Vous pouvez utiliser un faisceau d'électrons, puis nous obtenons un microscope électronique - vous pouvez y observer des virus et des molécules de protéines, mais les objets observés au cours de la microscopie électronique tombent dans des conditions totalement non naturelles. Par conséquent, l'idée de Stefan W. Hell de l'Institut de chimie biophysique de la société Max Planck (Allemagne) s'est avérée extrêmement fructueuse.
L'essence de l'idée était qu'un objet pouvait être irradié avec un faisceau laser, ce qui mettrait les molécules biologiques dans un état excité. À partir de cet état, ils commenceront à passer à l'état normal, se libérant de l'excès d'énergie sous forme de rayonnement lumineux - c'est-à-dire que la fluorescence commencera et que les molécules deviendront visibles. Mais les ondes émises seront de longueurs très différentes, et nous aurons une tache indéfinie devant nos yeux. Pour éviter que cela ne se produise, avec le laser d'excitation, l'objet est traité avec un faisceau d'extinction, qui supprime toutes les ondes sauf celles qui ont une longueur nanométrique. Un rayonnement avec une longueur d'onde de l'ordre du nanomètre permet juste de distinguer une molécule d'une autre.
La méthode s'appelait STED (stimulated emission depletion), et c'est pour cela que Stefan Hell a reçu sa part du prix Nobel. Avec la microscopie STED, l'objet n'est pas complètement recouvert par l'excitation laser à la fois, mais est, pour ainsi dire, attiré par deux minces faisceaux de rayons (excitateur et extincteur), car plus la zone fluorescente à un instant donné est petite, plus la la résolution des images.
La méthode STED a ensuite été complétée par la microscopie dite à molécule unique, développée indépendamment à la fin du XXe siècle par deux autres lauréats actuels, Eric Betzig de l'Institut Howard Hughes et William E. Moerner de Stanford. Dans la plupart des méthodes physico-chimiques qui reposent sur la fluorescence, nous observons le rayonnement total de plusieurs molécules à la fois. William Merner vient de proposer une méthode permettant d'observer le rayonnement d'une seule molécule. En expérimentant avec la protéine fluorescente verte (GFP), il a remarqué que la lueur de ses molécules peut être arbitrairement activée et désactivée en manipulant la longueur d'onde d'excitation. En allumant et en éteignant la fluorescence de différentes molécules de GFP, elles pourraient être observées dans un microscope optique, ignorant la limitation du nanomètre d'Abbe. L'image entière pourrait être obtenue en combinant simplement plusieurs images avec différentes molécules lumineuses dans le champ de vision. Ces données ont été complétées par les idées d'Eric Betzig, qui a proposé d'augmenter la résolution de la microscopie à fluorescence en utilisant des protéines aux propriétés optiques différentes (c'est-à-dire, en gros, multicolores).
La combinaison de la méthode d'excitation-trempe de Hell avec la méthode d'imposition de la somme de Betzig-Merner a permis de développer la microscopie à résolution nanométrique. Avec son aide, on peut observer non seulement les organites et leurs fragments, mais aussi les interactions des molécules entre elles (si les molécules sont marquées avec des protéines fluorescentes), ce qui, répétons-le, est loin d'être toujours possible avec les méthodes de microscopie électronique. La valeur de la méthode peut difficilement être surestimée, car les contacts intermoléculaires sont ce sur quoi repose la biologie moléculaire et sans lesquels il est impossible, par exemple, ni la création de nouveaux médicaments, ni le décodage des mécanismes génétiques, ni bien d'autres choses qui résident dans le domaine de la science et de la technologie modernes.
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Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :
Cuir artificiel pour émulation tactile
15.04.2024
Dans un monde technologique moderne où la distance devient de plus en plus courante, il est important de maintenir la connexion et un sentiment de proximité. Les récents développements de la peau artificielle réalisés par des scientifiques allemands de l'Université de la Sarre représentent une nouvelle ère dans les interactions virtuelles. Des chercheurs allemands de l'Université de la Sarre ont développé des films ultra-fins capables de transmettre la sensation du toucher à distance. Cette technologie de pointe offre de nouvelles opportunités de communication virtuelle, notamment pour ceux qui se trouvent loin de leurs proches. Les films ultra-fins développés par les chercheurs, d'à peine 50 micromètres d'épaisseur, peuvent être intégrés aux textiles et portés comme une seconde peau. Ces films agissent comme des capteurs qui reconnaissent les signaux tactiles de maman ou papa, et comme des actionneurs qui transmettent ces mouvements au bébé. Les parents touchant le tissu activent des capteurs qui réagissent à la pression et déforment le film ultra-fin. Ce ...>>
Litière pour chat Petgugu Global
15.04.2024
Prendre soin de vos animaux de compagnie peut souvent être un défi, surtout lorsqu'il s'agit de garder votre maison propre. Une nouvelle solution intéressante de la startup Petgugu Global a été présentée, qui facilitera la vie des propriétaires de chats et les aidera à garder leur maison parfaitement propre et bien rangée. La startup Petgugu Global a dévoilé des toilettes pour chats uniques qui peuvent automatiquement chasser les excréments, gardant votre maison propre et fraîche. Cet appareil innovant est équipé de divers capteurs intelligents qui surveillent l'activité des toilettes de votre animal et s'activent pour nettoyer automatiquement après utilisation. L'appareil se connecte au réseau d'égouts et assure une élimination efficace des déchets sans intervention du propriétaire. De plus, les toilettes ont une grande capacité de stockage jetable, ce qui les rend idéales pour les ménages comptant plusieurs chats. La litière pour chat Petgugu est conçue pour être utilisée avec des litières solubles dans l'eau et offre une gamme de ...>>
L’attractivité des hommes attentionnés
14.04.2024
Le stéréotype selon lequel les femmes préfèrent les « mauvais garçons » est répandu depuis longtemps. Cependant, des recherches récentes menées par des scientifiques britanniques de l’Université Monash offrent une nouvelle perspective sur cette question. Ils ont examiné comment les femmes réagissaient à la responsabilité émotionnelle des hommes et à leur volonté d'aider les autres. Les résultats de l’étude pourraient changer notre compréhension de ce qui rend les hommes attrayants aux yeux des femmes. Une étude menée par des scientifiques de l'Université Monash aboutit à de nouvelles découvertes sur l'attractivité des hommes auprès des femmes. Dans le cadre de l'expérience, des femmes ont vu des photographies d'hommes avec de brèves histoires sur leur comportement dans diverses situations, y compris leur réaction face à une rencontre avec une personne sans abri. Certains hommes ont ignoré le sans-abri, tandis que d’autres l’ont aidé, par exemple en lui achetant de la nourriture. Une étude a révélé que les hommes qui faisaient preuve d’empathie et de gentillesse étaient plus attirants pour les femmes que les hommes qui faisaient preuve d’empathie et de gentillesse. ...>>
Casque électronique pour chauffeurs de camion
14.04.2024
La sécurité routière, notamment pour les conducteurs d’engins de chantier lourds, est une priorité absolue pour les ingénieurs et les scientifiques. À la lumière de cela, l'Institut allemand Fraunhofer pour la résistance structurelle et la fiabilité des systèmes a introduit un nouveau produit : un casque électronique, conçu pour protéger les conducteurs contre des blessures graves lors de la conduite de véhicules de construction. Un nouveau casque électronique développé par une équipe d'ingénieurs de l'Institut Fraunhofer ouvre de nouvelles perspectives pour la sécurité des conducteurs de camions et d'engins de chantier. L'appareil est capable de surveiller le niveau de secousses dans l'habitacle de la voiture et d'avertir le conducteur d'un danger possible. La base du fonctionnement du casque est un capteur piézoélectrique intégré, qui génère de l'électricité lors de la déformation physique. Ce mécanisme permet à l'appareil de répondre aux vibrations intenses typiques des engins de chantier. Lorsque le niveau de déformation dépasse les valeurs de sécurité, un système d'alarme est activé sur le casque, ...>>
Des antivitamines au lieu des antibiotiques
13.04.2024
Le problème de la résistance bactérienne aux antibiotiques devient de plus en plus grave et constitue une menace pour le traitement efficace des infections. Dans ce contexte, les chercheurs recherchent de nouvelles façons de lutter contre les superbactéries. L'une des directions prometteuses est l'utilisation d'antivitamines pouvant avoir un effet antibactérien. Les antivitamines, bien que connues comme l’opposé des vitamines, se sont révélées être un outil prometteur dans la lutte contre la résistance bactérienne aux antibiotiques. Une étude menée par des scientifiques de l'Université de Göttingen en Allemagne a confirmé leur potentiel dans la création de nouveaux médicaments pour lutter contre les infections dangereuses. Avec la montée en puissance des superbactéries résistantes aux antibiotiques, il devient nécessaire de trouver des traitements alternatifs. Les antivitamines sont des molécules similaires aux vitamines, mais capables d'inhiber l'activité bactérienne sans nuire au corps humain. Pour le moment, la science ne connaît que trois antivitamines : la rose ...>>
| Nouvelles aléatoires de l'Archive Antibiotique générique
11.07.2012
Peut-être que des chercheurs de l'Université Ludwig-Maximilian (LMU) de Munich ont trouvé un moyen universel de lutter contre de nombreuses infections bactériennes dangereuses. Des scientifiques allemands ont découvert une enzyme impliquée dans la modification des bactéries et importante pour le développement de la pathogénicité des micro-organismes. L'enzyme trouvée diffère des autres protéines, ce qui signifie qu'elle est une cible idéale pour le développement de nouveaux médicaments antimicrobiens.
Une nouvelle étude portant sur un certain nombre de bactéries pathogènes a montré que ces souches ne deviennent pathogènes que lorsqu'une protéine appelée facteur d'élongation P (EF-P) modifie chimiquement la lysine conservée.
EF-P est un facteur de traduction universellement conservé qui est impliqué dans la synthèse des protéines. Comme les scientifiques le savent, deux enzymes sont impliquées dans la modification de la lysine conservée, mais leur seule présence ne peut pas expliquer la modification de la lysine conservée EF-P dans les cellules vivantes.
Ainsi, au moins une autre protéine doit être impliquée dans le processus de modification. C'est lui qui a été retrouvé par des scientifiques allemands. Il s'est avéré qu'il s'agit d'une enzyme appelée YfcM, qui est responsable de l'activité de l'hydroxylase. Étonnamment, YfcM ne ressemble à aucune autre protéine connue. Cela signifie qu'il a une structure particulière et peut être une cible idéale pour de nouveaux antibiotiques efficaces.
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