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Quand geler des molécules rapporte un prix Nobel

Crédit: nobelprize.org

Nous en parlions très récemment dans cette capsule dédiée à la première image à l’échelle atomique de la protéine bêta-amyloïde (Aβ). La forme exacte de cette protéine, qui est le composant principal des plaques amyloïdes impliquées dans la maladie d’Alzheimer, a été mieux définie grâce à la technique de la cryomicroscopie électronique. Pratiquement 40 ans après les premiers essais, trois scientifiques ont reçu le prix Nobel de chimie en récompense de leur ténacité à développer cette technique.

Image originale: Gabe Lander : https://www.ocf.berkeley.edu/~glander/downloads/EMIntro.pdf

Pour simplifier énormément, cette technique consiste à geler les échantillons à analyser en les refroidissant très rapidement à des températures proches de – 190 ˚C à l’aide d’éthane liquide. Le but de la manœuvre est d’empêcher que les flux d’électrons envoyés contre les échantillons ne dégradent ces derniers par irradiation, leur faisant perdre ainsi leur forme native. Le microscope électronique crée ensuite une image en 2 dimensions correspondant à  « l’ombre » de chaque molécule figée dans la glace dans une position spécifique. Il suffit ensuite de combiner toutes les images afin de recréer la forme exacte en 2 dimensions de la molécule. C’est un peu comme si on cherchait à voir la forme en 3 dimensions d’une main qui bouge sans cesse.  En la « figeant » la main et envoyant un rayon de lumière dans sa direction, vous obtiendriez en retour une ombre qui correspondrait à la forme de la main à un instant t. En répétant cela des centaines ou milliers de fois, vous pourriez reconstituer la forme générale de la main en trois dimensions.

Jacques Dubochet (Université de Lauzaunne), Joachim Franck (Columbia University) et Richard Henderson (MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge) ont tous les trois apporté leurs connaissances et leur détermination afin de tout d’abord inventer puis sensiblement améliorer cette technique scientifique.

Cette avancée technologique s’est généralisée depuis une dizaine d’années et a permis de mieux comprendre la forme de certains virus comme le Zika. Comme nous l’avons décrit dans notre capsule, des avancées dans la compréhension des mécanismes à l’œuvre dans des maladies comme Alzheimer pourraient ainsi grandement être le fait de la cryomicroscopie électronique.

Auteur : Jérémy Bouchez
Hinnovic.org

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