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ENS Cachan - Laboratoire de photonique quantique et moléculaire

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Applications de la microscopie non-linéaire à deux photons en biologie

Equipe Nanophotonique non-linéaire et biophotonique

Un des objectifs majeurs de la collaboration LPBA-LPQM concerne la possibilité de visualiser l'organisation de l'ADN sous diverses formes. L'objectif ultime étant la compréhension des domaines chromatiniens au sein du noyau d'une cellule.

Tout d'abord nous avons pu réaliser des images par fluorescence à deux photons de noyaux de cellule. Ces signaux intrinsèques sont difficiles à interpréter, surtout si l'on veut rester en dessous du seuil de dommage de l'ADN. Pour tenter d'obtenir une information orientationnelle nous avons donc coloré l'ADN par des flurorophores qui s'attachent avec un angle spécifique à la fibre d'ADN. Cependant la résolution nécessaire pour extraire une information sur une fibre de chromatine unique étant de 30 nm, nous avons encore simplifié l'objet d'étude en considérant des domaines de cristaux liquides qui se forment spontanément dans des solutions d'ADN concentré. Dans ce cas, en analysant les signaux de fluorescence à deux photons émis par les fluorophores, nous avons pu extraire l'orientation des fluorophores par rapport à l'ADN.

Nous avons aussi commencé l'étude de structures intrinsèquement non-linéaires dans la cellule comme les microtubules qui génèrent un signal de GSH sans marquage. Ces microtubules jouent un rôle essentiel dans le guidage des chromosomes lors de la division cellulaire (collaboration avec François Treussart LPQM, et Patrick Curmi Univ. Evry).

L'objectif de ces différentes études est de réussir à obtenir, grâce à la microscopie à deux photons de signaux intrinsèques ou liés à un marquage, un paysage de la cellule et de son noyau pour ensuite y voir se déplacer un virus (ANR Imfovir, LBPA/LPQM).

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