Une grande découverte pour la petite dimension…

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Le prix Nobel de Chimie 2014 a été décerné le mercredi 8 octobre 2014 à Stockholm à trois chercheurs : Eric Betzig, William Moerner et Stefan Hell pour le développement de la « microscopie à fluorescence à très haute résolution ». Une grande avancée technologique puisque celle-ci a permis de contourner les limites de la résolution du microscope connues depuis lors.

Une limite historique

En 1973, l’allemand ERNST Abbe (inventeur du microscope) fixe la limite de résolution à 0,2 µm. Cette valeur correspond à la moitié de la longueur d’ondulation de la lumière. Mais avec ces nouvelles techniques, la limitation de résolution a été poussée à l’ordre du nanomètre. Le génie de ces découvertes repose sur l’utilisation, non plus de la lumière, mais de molécules fluorescentes qui ont donné suite à la « microscopie à fluorescence à très haute résolution ».

Des perspectives prometteuses

Dans un communiqué, l’Académie royale explique que cette innovation permet de « visualiser les déplacements de molécules dans des cellules vivantes » qui était encore impossible avec le microscope optique. Pour ce faire, il suffit d’ajouter des molécules fluorescentes à la préparation des échantillons comme le feraient les biologistes pour une coloration des cellules. Une utilisation facile mais qui ouvre les portes à de nouvelles pistes de recherche pour les maladies telles que Parkinson, Alzheimer ou encore Huntington. En effet, l’observation des interactions entre les molécules à l’intérieur d’une cellule, d’agrégats de protéines et de divisions cellulaires deviennent ainsi accessibles et permettraient à une meilleure compréhension des mécanismes responsables de ces maladies.

Deux approches pour un même but

Ces 3 lauréats sont arrivés à repousser les limites réputées infranchissables en microscopie optique par différentes techniques propres à chacun.

Le docteur chimiste Stephan Hell, 51 ans et d’origine suédoise, met en pratique sa méthode en 2000. Cette technique nommée STED, pour StimulaTed Emission Depletion (déplétion par émission stimulée) est basée sur l’emploi de deux faisceaux lasers. Le premier rayon laser a pour rôle de stimuler les molécules fluorescentes qui ont été couplées au préalable avec l’objet d’étude. Ceci déclenche une fluorescence locale. Le deuxième, doté d’un trou central de très faible diamètre, permet de parer la fluorescence parasite pour ne laisser que la fluorescence de volume nanométrique. Enfin l’objet est scanné, nanomètre par nanomètre, pour donner une image précise.

Quant aux américains Eric Betzig, 54 ans, et William Moerner, 61 ans, ils ont travaillé chacun de leur côté sur la « microscopie monomoléculaire ». La méthode consiste à déclencher la fluorescence de quelques molécules par rafales de courtes stimulations. La superposition de ces images contribue à l’élaboration d’une nouvelle image dont la résolution atteint le niveau nanométrique. Les positions des molécules individuelles sont ainsi observables. Eric Betzig obtient sa première image en 2006 avec une résolution de l’ordre du nanomètre d’où l’utilisation du terme de « nanoscopie » par le jury.

L’entrée du microscope dans l’ère de la nanoscopie leur a rapporté 8 millions de couronnes (1 242 000 $) à se partager. Finalement un petit prix pour une si grande découverte.

Sources :

http://www.francetvinfo.fr

http://ici.radio-canada.ca

http://www.futura-sciences.com

http://www.lemonde.fr

http://www.nobelprize.org