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Un nouvel instrument capture la vie secrète des cellules
Cette vidéo montre l'activité coordonnée de la protéine actine (magenta) et de la myosine (verte), qui est impliquée dans les contractions musculaires. En travaillant ensemble, les protéines forment un réseau de filaments qui créent les forces nécessaires au mouvement des cellules.
À la surface d'une cellule vivante, à tout moment, des centaines de minuscules bulles apparaissent, entourant et incorporant des protéines, des hormones, des graisses et parfois des bactéries ou des virus. Mais jusqu'à présent, les détails de cette activité étaient déduits - vous ne pouviez pas réellement le voir. Le problème n'était pas seulement que les structures participant à cette activité animée sont trop petites, mais que nos corps travaillent sur une échelle de temps invisiblement rapide - des changements importants se produisent en quelques fractions de seconde.
Il y a deux ans, le biologiste cellulaire de Harvard, Thomas Kirchhausen, a assisté à une conférence qui l'a convaincu qu'il était possible de capturer toute cette action au niveau moléculaire. L'orateur était Eric Betzig du campus de recherche Janelia du Howard Hughes Medical Institute en Virginie. Quelques mois plus tard, Betzig a partagé le prix Nobel de chimie 2014 pour les progrès de la microscopie à haute résolution, mais la conférence à laquelle Kirchhausen a assisté portait sur quelque chose de différent – une autre technique appelée SIM (microscopie à illumination structurée), qui est utilisée pour faire des films.
Les travaux de Nobel impliquaient l'utilisation de molécules fluorescentes qui marquent différentes parties des cellules. Mais cela expose les cellules à une lumière beaucoup plus intense que celle sous laquelle elles ont évolué pour fonctionner. Cela nuit aux cellules, les tue et, dans le pire des cas, vaporise les cellules, a déclaré Betzig. La nouvelle technique, SIM, repousse les limites de la résolution temporelle tout en ménageant les cellules.
Aujourd'hui dans la revue La science , Betzig et Kirchhausen, ainsi que des collaborateurs aux États-Unis et en Chine, ont publié une série d'images du fonctionnement interne animé des cellules en utilisant de nouveaux rebondissements sur SIM.
La caractéristique de la vie est qu'elle est animée, dit Betzig. Il y a tellement de choses que vous pouvez apprendre de quelque chose qui est figé et mort, quelle que soit la qualité de votre résolution.
Cette vidéo montre le processus par lequel les cellules absorbent différents types de molécules. Une protéine appelée clathrine contrôle la formation de petites bulles qui engloutissent diverses substances que la cellule doit importer. Dans la deuxième partie du film, différentes couleurs correspondent à l'âge des bulles, appelées puits de clathrine.
Ici, la vidéo montre une cellule rénale de singe et met en évidence deux types de protéines : la clathrine, en vert, et une protéine appelée actine, en rouge. Les biologistes cellulaires ne sont pas d'accord sur ce que fait exactement l'actine lorsque les cellules absorbent des protéines et d'autres cargaisons moléculaires, donc des films comme celui-ci peuvent aider à clarifier son rôle.