La cryo-microscopie électronique (cryo-EM) est une technique puissante pour la biologie structurale, mais l’obtention des grilles optimales pour la collecte de données est délicate. Les échantillons de cryo-EM sont vitrifiés dans leur solution native sur des grilles dotées d’un film de support en carbone troué. Les molécules de protéines suspendues dans la glace vitreuse à travers les trous sont ensuite imagées. La couche de glace doit être suffisamment épaisse pour préserver la structure des protéines et suffisamment fine pour obtenir le meilleur rapport signal/bruit. Le contrôle de l’épaisseur de la glace est l’une des principales difficultés pour la cryo-EM.
Des chercheurs de l’IBS et du CEA ont avancé l’utilisation d’une membrane de graphène comme solution à ce problème. Les membranes de graphène peuvent avoir une épaisseur d’une couche atomique et sont transparentes aux électrons. Leurs excellentes propriétés mécaniques en font des films de support robustes et leur conductivité thermique et électrique élevée protège les échantillons des dommages d’irradiations. Néanmoins, l’hydrophobie intrinsèque du graphène entrave son utilisation avec des échantillons biologiques.
Ce travail montre que les propriétés de mouillage du graphène peuvent être contrôlées par un traitement au plasma. L’imagerie à haute résolution et la spectroscopie Raman établissent une corrélation entre les changements structurels et chimiques au niveau atomique et l’hydrophilie du graphène. Une couche uniforme de glace dont l’épaisseur est mieux contrôlée que celle de la glace en suspension peut ainsi être obtenue, ce qui facilitera l’utilisation du graphène comme film de support pour les études de cryo-EM à haute résolution.
Precision defect integrated graphene as reliable support membrane for high-resolution cryo-transmission electron microscopy. Sharma K, López-Sánchez U, Nury H, Schoehn G, Darnault C, Breyton C, Petit-Etienne C, Vergnaud C, Ling WL, Cunge G, Okuno H. Carbon 230 (2024) ; 119625.
Contact : Wai Li Ling, chercheuse CEA du groupe Microscopie Electronique et Méthodes (IBS/MEM)