• Biochimie: un procédé inédit, qui utilise des lasers gigantesques aux rayons X, a permis de filmer les processus ultra-rapides à l'œuvre dans les protéines fluorescentes! ____¤201709

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Chromophore twisting in the excited state of a photoswitchable fluorescent protein captured by time-resolved serial femtosecond crystallography» ont été publiés dans la revue Nature Chemistry, a permis, grâce à un procédé inédit qui utilise des lasers gigantesques aux rayons X, de filmer les processus ultra-rapides à l'œuvre dans les protéines fluorescentes, largement utilisées comme marqueur en imagerie du vivant: avec cette méthode, il devient possible d'observer des processus tels que la vision, la bioluminescence et d'autres jusqu'ici inobservables.

     

    Rappelons tout d'abord que «la microscopie optique super-résolution, ou 'nanoscopie', a révolutionné l’imagerie du vivant, grâce au marquage des molécules à imager avec des protéines fluorescentes dites 'photo-commutables'» («ces minuscules interrupteurs moléculaires passent réversiblement d’un état fluorescent (on) à un état éteint (off) après excitation par un flash lumineux»).

     

    C'est cette photo-commutation d'une protéine fluorescente que l'étude ici présentée a pu filmer, pour la première fois en temps réel, «en utilisant une toute nouvelle génération de source de rayons X, les lasers à électrons libres (XFEL, pour X-ray free electron laser)» qui «produisent des impulsions de rayons X très courtes de l’ordre de la femtoseconde (un millionième de milliardième de seconde) et très intenses au cœur d'une installation longue de plusieurs kilomètres».

     

    Plus précisément, il a été possible de faire coïncider «au centre de l'accélérateur linéaire de Stanford (SLAC Linear Accelerator Center)», un flux «de minuscules cristaux de la protéine fluorescente avec les impulsions de rayons X» pour obtenir «une myriade de clichés de diffraction»: comme, en raison de l’extrême intensité du faisceau de rayons X, «chaque cristal impacté explose immédiatement après que l’information de diffraction a été collectée», il est nécessaire «de constamment renouveler l’échantillon dans cette technique dite de 'cristallographie sérielle'».

     

    Afin d'observer «des états intermédiaires entre les deux états statiques on et off, la réaction photochimique est provoquée dans la protéine par un flash laser lumineux déclenché à peine une picoseconde (un millième de milliardième de seconde) avant l’impact d’une impulsion de rayons X». L'étude a pu ainsi «déterminer la structure transitoire de la protéine fluorescente dans son état excité», et visualiser «le chromophore – la partie de la protéine qui absorbe la lumière – dans un état tordu (« twisté »), à mi-chemin entre les conformations stables des états on et off».

     

    Confirmée par des simulations, cette observation a permis d'avancer «des hypothèses sur le mécanisme de photo-commutation de la protéine» qui ont pu être ensuite vérifiées «grâce à la mutagénèse dirigée».

     

     


    Tags Tags : , , , , , , , , , , , , ,
  • Commentaires

    Aucun commentaire pour le moment

    Suivre le flux RSS des commentaires


    Ajouter un commentaire

    Nom / Pseudo :

    E-mail (facultatif) :

    Site Web (facultatif) :

    Commentaire :