Soutenance de thèse : Mise en place de la cryo-tomographie in-situ et application à l’étude de la morphologie native de microalgues marines

Par Benoît Gallet (IBS/Groupe Microscopie Electronique et Méthodes)

La microscopie électronique a connu de nombreuses évolutions depuis sa mise au point dans les années 1930. En ce qui concerne l’observation d’échantillons biologiques un des plus importantes avancées a eu lieu dans les années 2010 avec l’apparition des détecteurs direct d’électrons. Les développements méthodologiques en cryo-microscopie électronique, entre autres autour du cryo-FIB-SEM, ont permis à cette technique de prendre une place majeure en biologie structurale. Le domaine de la biologie structurale intégrative ou « in-situ » a ainsi pu émerger pour permettre d’associer aux structures des objets biologiques leur contexte social au niveau cellulaire. Ces données peuvent de plus être combinés à d’autres informations fonctionnelles grâce aux progrès également effectués dans les domaines de la microscopie optique, de la biologie cellulaire, de la génétique et de la protéomique pour donner une vue multi-échelle de l’objet d’intérêt.

Dans ce contexte, mes travaux ont permis de proposer un ensemble de méthodes pour faciliter le développement de ces approches de cryo-tomographie électronique en France, grâce à l’installation d’un Aquilos2 à l’IBS de Grenoble, instrument actuellement unique en France dans cette version.

Ces méthodes et les protocoles mis au point ne sont pas une solution universelle mais donnent des pistes pour optimiser les étapes de préparation d’échantillon, étape clé du processus, les étapes de collecte des images ainsi que différentes approches d’analyse des données.

Ces développements et optimisation ont été réalisées sur différents échantillons de bactéries (Bacillus subtilis) et de microalgues (Phaeodactylum tricornutum et Phaeocystis cordata) pour à la fois valider les approches, optimiser les conditions et obtenir des données scientifiques nouvelles sur l’ultrastructure native de ces cellules.

Les résultats obtenus nous montrent que la cryo-tomographie électronique, et son développement en France, permettra de faire progresser les études de biologie structurale intégrative, d’élargir le champ des recherches réalisées dans ce domaine et d’offrir à la communauté française un accès facilité à ces techniques.