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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

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IrisFP bleach

Comment meurent les protéines fluorescentes ?


Les protéines fluorescentes sont des marqueurs largement utilisés en imagerie cellulaire, constituant une boîte à outils extrêmement flexible pour étudier la cellule vivante. Malheureusement, contrairement aux colorants organiques, les protéines fluorescentes sont particulièrement sensibles au phénomène de photoblanchiment, qui se traduit par une extinction définitive de la fluorescence suite à une destruction photoinduite du chromophore. Le photoblanchiment est particulièrement problématique dans les techniques de microscopie super-résolution aujourd’hui en plein développement, limitant la précision des images pouvant être atteinte. En combinant cristallographie cinétique, spectroscopie optique et Raman, modélisation par dynamique moléculaire, spectrométrie de masse, et microscopie super-résolution, nous avons étudié les mécanismes photophysiques conduisant au photoblanchiment de la protéine fluorescente IrisFP. Nous avons montré qu’en fonction de l’intensité lumineuse utilisée pour l’expérience d’imagerie, deux mécanismes complètement différents se manifestent. À basse intensité laser, typique d’une expérience de microscopie standard en champ large, un mécanisme oxygène-dépendant domine. Au contraire, à haute intensité laser, typique des expériences de microscopie super-résolution, un mécanisme redox-dépendant devient prépondérant. Le premier mécanisme, susceptible de générer des espèces réactives de l’oxygène dans la cellule (ROS) serait donc plus cytotoxique que le deuxième mécanisme qui lui, n’en génère pas. Ainsi, ce travail suggère d’une manière contre-intuitive qu’en augmentant l’intensité laser, à dose constante, moins de dommages cellulaires seraient créés. Reste maintenant à vérifier si cette hypothèse se vérifie expérimentalement.

Chenxi Duan, Virgile Adam, Martin Byrdin, Jacqueline Ridard, Sylvie Kieffer-Jacquinot, Cécile Morlot, Delphine Arcizet, Isabelle Demachy & Dominique Bourgeois Structural Evidence for a Two-Regime Photobleaching Mechanism in a Reversibly Switchable Fluorescent Protein J. Am. Chem. Soc. (2013), 135 : 15841−15850

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