L'équipe de Stefan Hell du Département de nanobiophotonique de l'Institut Max Planck de chimie biophysique de Göttingen (Basse-Saxe) a réussi à obtenir des images nettes du cerveau d'une souris vivante grâce à un microscope STED (Stimulated emission depletion) qu'elle a elle-même développé. Les chercheurs ont ainsi pu observer des synapses avec une résolution de 70 nanomètres. Les résultats ont été publiés dans la revue "Science" le 3 février 2012. [1]
Les neurones vivants ne peuvent être observés qu'au microscope optique car le microscope électronique nécessite au préalable un traitement létal des cellules. Or, contrairement à ce dernier, le microscope optique ne permet pas l'observation d'objets séparés par moins de 200 nanomètres : ceux-ci apparaissent comme une unique tache floue à cause de la diffraction de la lumière. Les chercheurs ont donc mis en place une nouvelle méthode : les éléments voisins proches sont assombris de façon séquentielle grâce à un rayon lumineux spécial. Ainsi, ils s'illuminent l'un après l'autre et peuvent donc être distingués les uns des autres. Grâce à cette technique, les scientifiques ont pu augmenter de dix fois la résolution par rapport aux microscopes optiques traditionnels.
Il s'agit des images les plus précises de synapses obtenues jusqu'à présent. "Pour les rendre visibles, nous prenons des souris génétiquement modifiées dont les neurones produisent une protéine fluorescente jaune en grande quantité. Celle-ci migre dans toutes les ramifications du neurone, même les structures les plus petites et les plus fines " explique Katrin Willig, chercheuse au sein du Département de Stephan Hell.
Les chercheurs ont même réussi à réaliser une vidéo à partir d'images enregistrées toutes les sept à huit minutes. Ils ont ainsi pu observer que les dendrites pouvaient se déplacer et changer de forme. "L'enregistrement très net en direct pourrait même dans le futur montrer comment les protéines sont réparties au niveau de la surface de contact", explique Hell. Grâce à cette nouvelle technique, son équipe voudrait pouvoir comprendre la mise en place et la fonction des synapses au niveau moléculaire. De telles connaissances pourraient aussi aider à mieux comprendre des maladies dues à un défaut de fonctionnement des synapses telles que l'autisme ou l'épilepsie.
Stephan Hell aimerait à présent collaborer avec des neurobiologues et neurologues du Centre de recherche de la DFG [2] sur la physiologie moléculaire du cerveau (Göttingen) pour tirer du progrès de la technique d'imagerie des connaissances fondamentales sur le fonctionnement de notre cerveau.
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[2] Les centres de recherche de la DFG sont localisés au sein d'une université qui se porte candidate pour l'accueillir et sont constitués de plusieurs groupes de chercheurs de renommée internationale. Ces centres sont destinés à établir des institutions de recherche visibles au plan international, renforcer le profil des universités et fixer des priorités plus marquées au sein de ces dernières de même que d'offrir des conditions d'enseignement et de développement de carrières optimales pour les jeunes chercheurs.
Sources : "Scharfe Live-Bilder aus dem Mäusehirn", dépêche idw, communiqué de l'Institut Max Planck de chimie biophysique - 02/02/2012 - http://idw-online.de/pages/de/news461877
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Cette image STED d'un neurone d'une couche supérieure du cerveau d'une souris vivante montre avec une précision jusqu'ici inaccessible ses très fines ramifications ainsi que leurs synapses. L'agrandissement présente l'extrémité d'une de ces ramifications, au niveau de laquelle le neurone reçoit des informations d'autres neurones. Crédits : Institut Max Planck de chimie biophysique |
Il s'agit des images les plus précises de synapses obtenues jusqu'à présent. "Pour les rendre visibles, nous prenons des souris génétiquement modifiées dont les neurones produisent une protéine fluorescente jaune en grande quantité. Celle-ci migre dans toutes les ramifications du neurone, même les structures les plus petites et les plus fines " explique Katrin Willig, chercheuse au sein du Département de Stephan Hell.
Les chercheurs ont même réussi à réaliser une vidéo à partir d'images enregistrées toutes les sept à huit minutes. Ils ont ainsi pu observer que les dendrites pouvaient se déplacer et changer de forme. "L'enregistrement très net en direct pourrait même dans le futur montrer comment les protéines sont réparties au niveau de la surface de contact", explique Hell. Grâce à cette nouvelle technique, son équipe voudrait pouvoir comprendre la mise en place et la fonction des synapses au niveau moléculaire. De telles connaissances pourraient aussi aider à mieux comprendre des maladies dues à un défaut de fonctionnement des synapses telles que l'autisme ou l'épilepsie.
Stephan Hell aimerait à présent collaborer avec des neurobiologues et neurologues du Centre de recherche de la DFG [2] sur la physiologie moléculaire du cerveau (Göttingen) pour tirer du progrès de la technique d'imagerie des connaissances fondamentales sur le fonctionnement de notre cerveau.
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[2] Les centres de recherche de la DFG sont localisés au sein d'une université qui se porte candidate pour l'accueillir et sont constitués de plusieurs groupes de chercheurs de renommée internationale. Ces centres sont destinés à établir des institutions de recherche visibles au plan international, renforcer le profil des universités et fixer des priorités plus marquées au sein de ces dernières de même que d'offrir des conditions d'enseignement et de développement de carrières optimales pour les jeunes chercheurs.
Sources : "Scharfe Live-Bilder aus dem Mäusehirn", dépêche idw, communiqué de l'Institut Max Planck de chimie biophysique - 02/02/2012 - http://idw-online.de/pages/de/news461877
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