LN2 – Nouvelles approches pour la microscopie à super-résolution

Au cours des dernières années, notre laboratoire « Bioenergétique Membranaire et Stress » a mis au point une méthode brevetée d’obtention d’images d’échantillons biologiques en fluorescence à super-résolution, fondée sur une approche optique classique. Nous sommes en mesure d’obtenir des images en super-résolution à un prix considérablement inférieur à celui affiché pour les machines commerciales.

Notre méthode repose sur l’utilisation de nanodétecteurs, dont nous pouvons extraire, dans une première étape, une image à une résolution près de deux fois supérieure à celle des microscopes confocaux à balayage laser classiques. Puis, dans une deuxième étape, nous pouvons effectuer une analyse globale de tous les détecteurs utilisés, pour obtenir une résolution proche sinon supérieure aux systèmes STED (expériences encore en cours).

Un inconvénient de notre méthode est sa vitesse, car elle nécessite un balayage relativement lent de l’échantillon pour atteindre une haute résolution (généralement quelques minutes pour scanner une bactérie). Avec le soutien du DIM ELICIT, nous avons développé à Saclay un système optique permettant d’enregistrer simultanément des images fluorescentes à différentes longueurs d’onde pendant un même balayage.

Images obtenues à partir d’une cyanobactérie, localisant une protéine marquée GFP (à gauche), et les membranes photosynthétiques (à droite).
Gauche : fluorescence à 530 nm ; Droite : fluorescence à 660 nm. Excitation 488 nm.

Cette méthode évite tous les pièges liés aux balayages successifs (décalage d’image, évolution de l’échantillon) et peut être généralisée à quatre longueurs d’onde de détection. Il a été appliqué avec succès sur des cellules d’E. coli, colorées à la fois pour révéler les lipides et l’ADN (spécialement préparées dans le laboratoire d’Olivier Espeli – Collège de France). Les images obtenues nous permettent de mieux positionner le nucléoïde dans les cellules, ouvrant ainsi la voie à une analyse structurelle à haute résolution du génome bactérien pendant le cycle cellulaire.