Cryomicrosopie : gros plan sur les molécules

Cette technique d'imagerie a valu le Prix Nobel de chimie 2017 à trois scientifiques.

Publication 1 mars 2018, 09:52 CET
Depuis quelques années, la technique fournit des modélisations à haute définition montrant chaque atome.
Depuis quelques années, la technique fournit des modélisations à haute définition montrant chaque atome.
PHOTOGRAPHIE DE Royal Swedish Academy Of Sciences
Cet article figure dans le magazine National Geographic du mois de mars 2018.

La boule ci-dessus n'est pas un kaléidoscope, mais un virus Zika colorisé. Or ce virus est assez petit pour que l'on puisse en faire tenir des millions dans le point qui conclut cette phrase.

Si on arrive à le discerner, c'est grâce à la cryomicroscopie électronique. Cette technique d'imagerie permet de visualiser les molécules, et donne ainsi un accès inédit au fonctionnement cellulaire du vivant.

Les images issues de la cryomicroscopie électronique n'offraient, à leurs débuts, que des masses informes, comme celle-ci.
PHOTOGRAPHIE DE Martin Högbom, Royal Swedish Academy Of Sciences

La méthode consiste à envoyer un faisceau d'électrons dans un film d'eau congelé très rapidement et qui contient des exemplaires d'une molécule. Cette « exposition » fournit de nombreuses images en deux dimensions, sous différents angles. Celles-ci sont ensuite assemblées grâce à des algorithmes pour obtenir une modélisation 3D. 

Cependant, aux débuts de la technique, les molécules apparaissaient comme des amas informes. Puis, en 2013, le procédé a atteint pour la première fois une ultra-haute précision.

« Je n'étais pas sûr que la définition atomique fût possible », admet Joachim Frank, de l'université de Colombia, colauréat du Prix Nobel de chimie 2017 pour sa contribution à la cryomiscroscopie électronique. Désormais, les éléments fondamentaux des protéines peuvent être vus comme des perles sur un fil.

La technique permet d'étudier les protéines des membranes de nos cellules. Mieux encore, on peut même « filmer » les molécules de médicaments quand elles se fixent sur leur cible.

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