Nous voudrions acquérir deux systèmes microscopiques complémentaires pour effectuer des observations sur des cellules vivantes, permettant des examens physiologiques. Le système de balayage laser confocal (CLSM) offre d’excellentes possibilités de manipulations et de mesures fluorescentes (photoactivation, photoconversion, photoblanchiment, transfert d’énergie par résonance Förster (FRET)); la spécificité de l’enregistrement du signal est augmentée par détection spectrale. Dans ce système, nous pouvons concentrer les tests sur les plus petites régions du champ de vision, éventuellement désignées. Avec le système microscopique à disque tournant (SD), nous pouvons enregistrer les processus moléculaires dans les cellules vivantes encore plus rapidement que le système CLSM, même à une vitesse d’enregistrement d’image milliseconde, dans tout le champ de vision. Un aspect important est que les cellules vivantes sont moins exposées à la lumière pendant les enregistrements, de sorte que nous pouvons continuer les observations beaucoup plus longtemps. Le système SD à acquérir est également adapté à l’affichage de processus moléculaires à proximité immédiate de la surface de la cellule (à une distance de 100-150 nm) avec une résolution et une vitesse accrues par rapport aux tests CLSM (TIRF, c’est-à-dire microscopie à réflexion interne complète). Les deux systèmes sont capables d’enregistrer deux signaux fluorescents simultanément avec 2 détecteurs (CLSM) et 2 caméras (SD), de sorte que les interactions moléculaires, les changements de concentration et les processus de transport dans les cellules vivantes sont suivis spécifiquement en temps réel. Les 14 équipes de recherche participant à l’appel d’offres étudient les effets physiologiques moléculaires et cellulaires des maladies inflammatoires et auto-immunes affectant la formation de tumeurs et les métastases, les processus cellulaires de plasticité nerveuse et l’autodigestion des cellules (voir les biographies ci-jointes). Les objectifs sont larges, mais leur caractéristique commune est qu’ils visent à explorer les changements biologiques cellulaires dynamiques dans les cellules vivantes. Les microscopes à acquérir fournissent les conditions d’infrastructure nécessaires pour les études, et l’expérience scientifique exceptionnelle des participants fournit la plate-forme de connaissances nécessaire à la mise en œuvre. Ci-dessous, les techniques microscopiques à utiliser sont présentées à travers quelques thèmes principaux. 1. Dans diverses cellules immunitaires (p. ex. granulocytes, macrophages, cellules dendritiques, lymphocytes), les processus suivant la liaison du ligand des récepteurs, le «dialogue» entre les récepteurs jouent un rôle crucial dans de nombreux processus immunitaires physiologiques et pathologiques. Par exemple, la coopération entre les récepteurs de complément et les récepteurs de reconnaissance de patrons pour les granulocytes importants dans l’inflammation, conduisant à la formation de pièges extracellulaires neutrophiles (appelés NET). Les changements dans le signal intracellulaire Ca2+ accompagnant l’activation des neutrophiles peuvent être testés à l’aide d’encres fluorescentes d’indicateurs Ca (par exemple Fluo3/Fluo4) et d’indicateurs de Ca2+ encodés génétiquement (par exemple GCaMP6) sur les systèmes CLSM et SD pour les lignées cellulaires capables de former NET. La microscopie TIRF intégrée à la DD est essentielle pour surveiller l’adhérence et la propagation de diverses cellules immunitaires et processus à proximité de la surface cellulaire (par exemple, la libération de NET). En utilisant des systèmes CLSM et SD, en détectant simultanément deux signaux fluorescents, nous pouvons tester les effets moléculaires qui contrôlent le fonctionnement des cellules immunitaires (par exemple, interaction entre les récepteurs, processus de transport intracellulaire) en temps réel, à proximité immédiate de la surface cellulaire et parallèlement à la mesure de l’activation. 2. La recombinaison homologue est l’un des moyens les plus efficaces de corriger les erreurs dans l’ADN des organismes, de prévenir la transformation du cancer et de créer de nouvelles variantes génétiques. En plus de l’approche in vitro, nous testons l’ADN-HELICAS d’organismes entiers (vers et poissons zèbres) dans lesquels les sous-processus de division cellulaire, à travers lesquels les activités moléculaires et avec quels partenaires protéiques ils favorisent la recombinaison contrôlée, une ségrégation chromosomique précise. Les microscopes qui permettent l’affichage simultané et rapide des deux signaux fluorescents sont essentiels pour détecter les processus dans les organismes produisant des protéines qui sont impliqués dans les mécanismes de correction des erreurs avec différentes étiquettes fluorescentes. L’analyse avec les systèmes CLSM et SD complète donc les mesures effectuées avec le système microscopique à deux photons déjà existant. 3. Ces dernières années, en ...