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Mise au point dans les années 90, la microscopie de fluorescence a révolutionné l’imagerie. Les scientifiques sont dorénavant capables d’observer la forme et la structure des objets biologiques mais également de distinguer jusqu’aux molécules qui les composent. Un fabuleux voyage au centre du vivant, permis par une petite protéine issue de la méduse, et dont l’esthétique des photos n’enlève rien à la valeur scientifique des images.

Inaugurée fin 2016, PIC-GIN, la Plateforme d’Imagerie Cellulaire du Grenoble Institut des Neurosciences réunit un ensemble d’équipements et de compétences permettant l’étude d’objets biologiques à différentes échelles. Avec la microscopie en fluorescence, les chercheurs peuvent y analyser des organismes entiers, des tissus sains ou pathologiques, des organites, des cellules ou même des molécules, jusqu’à une résolution de quelques dizaines de nanomètres. Les équipements de la plateforme PIC-GIN sont mis à disposition de la communauté scientifique et des industriels.

Fluorescence : le cadeau de la méduse

La microscopie de fluorescence exploite la fluorescence, naturelle ou artificielle de certaines molécules, appelées fluorochromes, qui ont la capacité de réémettre de la lumière après avoir été excitées par un laser de longueur d’ondes donnée. C’est le cas de la GFP, Green Fluorescent Protein, isolée chez la méduse dans les années 60. Cette découverte a été récompensée en 2008 par le Prix Nobel de Chimie. Après la méduse, les coraux se sont révélés de formidables producteurs de protéines fluorescentes. Grâce au génie génétique, les scientifiques disposent aujourd’hui d’un large panel de couleurs.

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La plateforme PIC-GIN La plateforme PIC-GIN Culture d’un ganglion issu de la racine dorsale d’une souris Coupe de l’intestin d’une souris atteinte de la maladie d’Azheimer Coupe d’une rétine de souris Circonvolutions du cervelet en bleu Neurones de l’hippocampe (en vert) Ganglion de la racine dorsale d’une souris Culture de neurones marqués par immunofluorescence Culture de neurones Microscopie confocale

  1. La plateforme d'imagerie cellulaire PIC-GIN (© GIN / Jean-Marc Blache).
     
  2. La plateforme d'imagerie cellulaire PIC-GIN (© GIN / Jean-Marc Blache).
     
  3. Culture d’un ganglion (au centre) issu de la racine dorsale d’une souris. Deux protéines essentielles à la cellule ont été marquées : la tubuline en vert et l’actine en rouge. On observe ici que les axones, prolongement des neurones, sortent du ganglion pour s’étendre dans toutes les directions. (© GIN / Éric Denarier et Sylvie Gory). Au GIN, les chercheurs étudient principalement le cerveau, mais aussi l’intestin et même l’oeil. Les couleurs spécifiques des protéines marquées permettent de distinguer les différentes structures composant ces organes. 
  4. Coupe de l’intestin d’une souris atteinte de la maladie d’Azheimer. Les noyaux des cellules sont marqués en bleu, les cellules gliales entourant les neurones en vert et les dépôts de peptide amyloïde, jouant un rôle important dans la maladie d’Alzheimer, en rouge. (© GIN / Sylvie Boisseau).
     
  5. Coupe d’une rétine de souris. Les noyaux des cellules sont marqués en bleu, les neurones en rouge et les neurones qui forment le nerf optique en vert. (© GIN / Homaira Nawabi).
     
  6. Dans cette coupe de cerveau d’une souris, les neurones ont été marqués en vert grâce à la GFP et les autres cellules en bleu. On distingue aussi bien les circonvolutions du cervelet (structure bleue) que les prolongements des neurones (fibres vertes en bas à droite). (© GIN / Yasmina Saoudi).
     
  7. Dans cette coupe de cerveau d’une souris, les neurones ont été marqués en rouge et les noyaux des cellules colorés en bleu. Cette lignée de souris transgénique exprime la protéine fluorescente YFP (yellow fluorescente protein) dans certains sous-populations de neurones qui apparaissent ici en vert, notamment les neurones de la partie basse de l’hippocampe (subiculum). (© GIN / Jean-Christophe Deloulme).
     
  8. Dans cette coupe de cerveau d’une souris, les neurones de l’hippocampe ont été marqués en vert, les noyaux cellulaires marqués en bleu. (© GIN / Yasmina Saoudi).
     
  9. Ganglion provenant de la racine dorsale d’une souris, mis en culture pendant cinq jours. En rouge, les axones semblent tourner systématiquement dans le sens horaire, sans que l’on sache encore pourquoi… (© GIN / Éric Denarier et Sylvie Gory).

  10. Culture de neurones marqués par immunofluorescence. L’immunofluorescence qui en plus des fluorochromes utilise des anticorps, révèle la présence, ou l’absence, d’une protéine spécifique directement dans la cellule. (© GIN / Jean-Christophe Deloulme et Charlotte Ravanello).
     
  11. Culture de neurones. Les neurones sont marqués en vert et les noyaux cellulaires en bleu. (© GIN / Yasmina Saoudi).
     
  12. Dans une coupe épaisse (comme ici une coupe de cerveau de souris), la microscopie confocale permet de capturer le signal fluorescent issu uniquement du plan focal et donc de se débarrasser de la fluorescence parasite des plans inférieurs et supérieurs. En faisant des images à différents plans focaux (hauteurs), avec la microscopie de fluorescence, il est donc possible de visualiser une protéine d’intérêt dans l’épaisseur d’un échantillon. Les couleurs traduisent ici artificiellement la localisation dans la hauteur. (© GIN / Yasmina Saoudi et Sylvie Boisseau).
     
Publié le 13 septembre 2018
Mis à jour le 14 septembre 2018

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