Ouvrir la porte à la microscopie super-résolution dans les compartiments cellulaires oxydants
Divers compartiments cellulaires comme le réticulum endoplasmique ou l’espace intermembranaire mitochondrial peuvent être considérés comme des milieux « hostiles », car particulièrement oxydants. C’est aussi le cas du périplasme chez les bactéries, espace d’importance majeure pour la compréhension de la respiration cellulaire, la formation de biofilms ou la résistance aux antibiotiques. Lorsque des protéines d’intérêt sont fusionnées à des protéines fluorescentes pour permettre une observation microscopique, ces dernières une fois sécrétées dans ces environnements oxydants, sont en général incapables de se replier correctement et donc d’émettre de la fluorescence. Il existe cependant une exception notable, Superfolder-GFP, malheureusement inadaptée à la microscopie super résolution. Dans ce travail, en associant biochimie, cristallographie et études photophysiques, nous avons réalisé l’ingénierie rationnelle de Superfolder-GFP de façon à rendre ce marqueur photo-commutable. Pour cela, nous avons construit une protéine chimère combinant Superfolder-GFP et rsEGFP2, un dérivé de la GFP utilisable en super-résolution dans des environnements non-oxydants. Le résultat : rsFolder est un nouvel outil permettant l’observation de milieux aussi oxydants que le périplasme avec des résolutions de l’ordre de 70 nm. Le développement de rsFolder est actuellement poursuivi afin d’obtenir de nouvelles générations de marqueurs encore plus performants pour les biologistes et d’accéder à des territoires cellulaires hostiles non observables autrement à super-résolution.
El Khatib, M., Martins, A., Bourgeois, D., Colletier, J.-P. & Adam, V. Rational design of ultrastable and reversibly photoswitchable fluorescent proteins for super-resolution imaging of the bacterial periplasm. Scientific Reports 6, 18459 (2016). DOI : 10.1038/srep18459