Microscopie à Force Atomique à haute vitesse en Biologie : la structure et la dynamique au niveau de la molécule individuelle – HS-Bio-AFM

Le projet « Microscopie à Force Atomique à haute vitesse en Biologie : la structure et la dynamique au niveau de la molécule individuelle » vise le développement de microscopes à force atomiques à haute vitesse (HS-AFM) autorisant l'étude de la structure et la dynamique des échantillons biologiques dans le cadre d'un consortium qui regroupe les partenaires. Les instruments de microscopie à force atomique (AFM) conventionnels nécessitent entre 1 minute (mode de contact) et 10 minutes (mode de contact oscillant) pour l'acquisition d'une image. Dans le cadre de la biologie, cela implique que les images AFM fournissent des instantanés avec un taux d'échantillonnage trop lent en comparaison de l'évolution au cours du temps des processus biologiques. Vers la fin des années 90, les premiers développements techniques ont essayé d'augmenter la vitesse d'acquisition des images AFM sans perte de résolution. Parmi ces développements, des prototypes d'AFM japonais convaincants autorisaient la visualisation de molécules individuelles en solution au niveau du balayage vidéo (~30 images par seconde !). Le champ d'investigation de cette technologie en biologie est presque infini puisque l'évolution temporelle (dimension additionnelle) des processus biologiques est évaluée (dynamique structurale et fonctionnelle). Le consortium actuel impliquant des biologistes, des physico-chimistes, et des physiciens, avec des compétences démontrées en AFM appliquée à la biologie, veut implémenter l'instrument et concevoir des applications originales et spécifiques liées à cette technologie en France. Les équipes se concentreront sur l'étude des processus connexes aux membranes (importants dans la signalisation, le transport, et la génération d'énergie), l'étude des complexes protéine-ADN (importants dans le règlement génétique et la transcription), l'étude des effets de la nature de la surface et du confinement sur la sélectivité, la réactivité et l'activité biologique de protéines (affinité protéines-surfaces).