Détection de nano-objets individuels dans des cellules : étude de la structure dynamique de la synapse de neurones vivants et développement de l'imagerie par contraste interférentiel photothermique.

Abstract

La circulation des récepteurs au glutamate entre les trois compartiments cellulaires, que sont les membranes synaptiques, extra-synaptiques, et le cytoplasme, joue un rôle crucial dans l'activité synaptique. Récemment encore, les études se concentraient sur les processus d'endo et d'exocytose, et sur la diffusion latérale des récepteurs extra-synaptiques. La microscopie de fluorescence de molécules uniques permet de suivre les récepteurs sur toute la surface des neurones. Le suivi des GluR2, sous unité des récepteurs au glutamate de type AMPA, à la surface de neurones vivants a montré que la structure synaptique est dynamique, et que les phénomènes de plasticité post-synaptique sont corrélés avec des modifications de l'état diffusif des récepteurs synaptiques. Afin d'accéder à la stoechiométrie du nombre de récepteurs assemblés, dans des zones telles que la synapse ou les vésicules, une méthode de quantification robuste et applicable à des assemblées de protéines de taille quelconque est mise au point. La durée de suivi des biomolécules, en microscopie de molécules uniques, est limitée par le photoblanchiment rapide des fluorophores. Pour y remédier, une nouvelle technique de visualisation, basée sur l'effet photothermique, a été développée et appliquée à l'imagerie de systèmes biologiques.