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L’imagerie biomoléculaire révèle la structure particulière d’une sorte d’enzyme appelée Enoyl-CoA carboxylases/réductases. Ces enzymes digestives, impliquées dans la photosynthèse naturelle, sont extrêmement efficaces pour réparer le dioxyde de carbone et l’éliminer de l’environnement. Crédit : Stoffel ou al., 2019 PNAS, https://doi.org/10.1073/pnas.1901471116
Tout comme un technicien automobile ou un professionnel de l’automobile doit comprendre les aspects de chaque système dans de nombreux types de véhicules, les chercheurs en médecine doivent se familiariser avec les composants des micro-organismes biologiques, tels que les animaux, la végétation et les microbes. De nombreuses couches de systèmes naturels, y compris des composants moléculaires, sous-tendent exactement comment les organismes vivent et se comportent.
Voir à quoi ressemble quelque chose peut nous aider à savoir comment cela fonctionne, y compris au niveau moléculaire. Principalement parce que les molécules sont trop petites pour que les scientifiques puissent les voir directement ou même les manipuler, les chercheurs utilisent une gamme de méthodes pour les étudier pas directement. Les scientifiques peuvent utiliser une lumière « régulière » perceptible pour examiner des images de substances utilisant des colorants chimiques spéciaux. Une autre approche serait de créer une image avec des microscopes puissants, comme ceux qui utilisent des longueurs d’onde de lumière qui ne peuvent pas être vues par l’œil humain, comme les rayons X ou l’éclairage infrarouge. Ces techniques de résolution d’images biomoléculaires, ainsi que des moyens indirects supplémentaires de connaître les molécules, sont importantes dans les initiatives des scientifiques pour comprendre les systèmes naturels complexes.
Faits sur l’imagerie biomoléculaire
Bureau du DOE associé à la science et à la caractérisation biomoléculaire et à la résolution d’images
La science de la caractérisation biomoléculaire et de la résolution d’images (BCIS) facilite deux domaines principaux. Un domaine développe des technologies avancées pour créer des images de plantes et de systèmes microbiens résidants pour l’étude de la bioénergie. Ces systèmes utilisent à la fois la lumière visible et la lumière laser et combinent plusieurs approches de résolution d’image pour créer des images de systèmes en direct et en fonctionnement.
Un autre domaine du BCIS fait évoluer les technologies pour définir des molécules biologiques ainsi que des systèmes utilisant une résolution d’image basée sur des formes spéciales de lumière, y compris les rayons X et l’éclairage ultraviolet. La plupart de ces technologies sont disponibles sur commodités soutenues par les sciences de l’énergie de base du DOE programme. Ces types de techniques permettent aux chercheurs d’utiliser une gamme d’approches de caractérisation détournées pour réaliser la composition et la structure des systèmes à des échelles de pesée allant jusqu’à des atomes simples.
D’autres développements permettent aux scientifiques d’utiliser des microscopes électroniques (EM) pour caractériser des molécules et des techniques naturelles. Une nouvelle méthode, « Cryo-EM », permet aux scientifiques de créer des images de molécules, de techniques moléculaires et de cellules conservées cryogéniquement afin de comprendre leur cadre 3D avec une préparation beaucoup plus facile que les méthodes plus anciennes.
