Super-résolution au carré pour révéler la complexité des synapses

La microscopie de super-résolution offre d'énormes possibilités de démêler l'architecture complexe et dynamique des cellules vivantes. Cependant, les microscopes de super-résolution actuels sont bien adaptés pour révéler la distribution des protéines ou la morphologie cellulaire, mais pas les deux. Une équipe de recherche, menée par des neurobiologistes de Bordeaux, a surmonté ce problème en combinant l'imagerie de molécules uniques et la microscopie STED sur une seule plateforme, permettant de révéler la morphologie et l'organisation moléculaire des synapses à des échelles nanoscopiques. L'étude a été publiée dans la revue Nature Methods.

  • 07/11/2019

© Valentin Nägerl & Jean-Baptiste Sibarita © Valentin Nägerl & Jean-Baptiste Sibarita

La microscopie de super-résolution, ou nanoscopie, est devenue un outil de recherche important pour la biologie cellulaire et les neurosciences. Elle permet l’accès optique aux compartiments nanométriques (1 nanomètre = 1 milliardième de mètre) et à la dynamique de signalisation à l'intérieur des cellules vivantes.

Au cours des dernières années, nous avons assisté à une diversification et à une cross-fertilisation importantes de ces techniques, permettant l’observation et l’analyse de plus en plus précise d'échantillons biologiques complexes. Toutefois, les deux principales techniques de super-résolution, fondées sur l'induction de fluorescence stochastique (par la localisation de molécules individuelles) ou déterministe (par déplétion), ont évoluées séparément en tant que technologies concurrentes, laissant leur synergie potentielle inexploitée. Compte tenu de leur complémentarité, leur combinaison au sein d’un même microscope pourrait offrir une solution "best of two-worlds", comblant ainsi le fossé des connaissances entre l'organisation moléculaire et morphologique des cellules.

Les chercheurs, notamment de l'Institut interdisciplinaire de neurosciences (IINS, unité CNRS et université de Bordeaux - Bordeaux Neurocampus), ont développé un tel microscope, permettant d’observer à l'échelle nanométrique les positions et mouvements des protéines synaptiques dans le contexte morphologique de la synapse. 

Pour en savoir plus : communiqué de l'Institut des sciences biologiques (INSB) du CNRS

Légende image : Super-résolution au carré : L'image de gauche montre les positions et les mouvements de protéines d’échafaudages et protéines de signalisation (taches vertes et traces ondoyantes) à l’intérieur et autour des épines dendritiques (bleu clair), qui sont le site des synapses excitatrices des neurones. Sur l'image de droite, le marquage ponctuel montre la localisation nanoscopique des synapses au sein de la morphologie complexe et dense des neurones.

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Référence bibliographique

A super-resolution platform for correlative live single-molecule imaging and STED microscopy - Inavalli VVGK, Lenz MO, Butler C, Angibaud J, Compans B, Levet F, Tønnesen J, Rossier O, Giannone G, Thoumine O, Hosy E, Choquet D, Sibarita JB, Nägerl UV.

Contacts chercheurs

Valentin Nägerl
Enseignant-chercheur IINS

Jean-Baptiste Sibarita
IR CNRS à l'IINS