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Des chercheurs israéliens améliorent la microscopie électronique

Israël Technologies


À l’heure ou la cryo-microscopie électronique est en plein développement, une équipe de chercheurs de l’université Ben Gourion du Néguev franchit un nouveau cap : ils rendent cette technique accessible à des échantillons de taille largement supérieure à ce qui été possible auparavant. L’ultrastructure des tissus cellulaires ne devrait plus avoir de secret pour les scientifiques. Cryo-microscopie électronique

Un microscope électronique utilise un faisceau d’électrons afin d’illuminer un échantillon donné et d’en créer une image très agrandie. Il permet d’obtenir des grossissements bien plus importants que le microscope optique.
Depuis 1978, un nouveau type de microscopie électronique appelé cryo-microscopie électronique permet l’étude de complexes macromoléculaires dans leur état natif, sans coloration de l’échantillon. En effet, les échantillons sont fixés grâce au froid, permettant une meilleure conservation et une bonne observation. D’où le suffixe « cryo » signifiant froid en Grec ancien. Depuis son développement, le domaine de la cryo-microscopie est en plein essor.

Un nouveau type de cryo-microscopie appelé tomographie cryoélectronique ou cryo-electron tomography (CET) est aujourd’hui reconnu comme une méthode de choix dans l’étude structurale des cellules, organites et complexes macromoléculaires.
La CET ajoute à la cryo-microscopie des techniques de tomographie permettant une visualisation tridimensionnelle des échantillons et par extension une visualisation de l’organisation structurelle à l’intérieur des cellules, proches de leur état vivant. La CET couple la vitrification des échantillons à une technique alternative à la technique de coupes des échantillons habituelle. Cette technique produit de très fines lamelles de la région d’intérêt de l’échantillon, pouvant directement être imagées par l’utilisation de la CET. Les limites de la CET et ses progrès

Cependant, la CET demeure limitée par l’absence de marqueurs, ce qui rend l’image tomographique et la reconstitution de l’échantillon difficile. Ceci s’explique par un faible ratio signal sur bruit des échantillons de plus de 300nm d’épaisseur. La taille de l’échantillon est donc une limite à laquelle se confrontent les utilisateur de la CET.
Le professeur Ohad Medalia de l’université Ben Gourion du Néguev ainsi que son équipe, ont développé une nouvelle technique d’analyse structurelle d’organismes multicellulaires basée sur la CET. Ils démontrent l’intérêt de l’utilisation de faisceaux de particules chargées (ioniques) pour l’utilisation du CET sur des tissus multicellulaires vitrifiés à haute pression. Ils combinent la congélation des échantillons directement sur la grille du microscope électronique dans le but d’introduire des marqueurs composés de nano-cristaux sur la surface de la lamelle à faisceaux ioniques broyés. Ils ont ainsi permis la production d’images de haute qualité d’embryons de C. elegans et autres vers.
La méthode qu’ils ont publiée dans le prestigieux journal scientifique Nature Methods, permet l’acquisition d’images tridimensionnelles de haute résolution de cellules et tissus épais, allant jusqu’à environ 660 nm. La CET peut maintenant être utilisée afin de reconstituer des structures tissulaires macromoléculaires, comblant le fossé entre la biologie du développement, la biologie cellulaire et la biologie structurelle.

Sources: Diplomatie France Israel