Au fond des océans ou près des sources volcaniques, des micro-organismes ont su évoluer pour apprendre à vivre jusqu’à des températures extrêmes, même au-delà de 100°C. Observer ces organismes hyperthermophiles à de si hautes températures sous un microscope optique est une gageure. C’est pourtant la seule façon d’étudier leur métabolisme et leurs interactions.
Des chercheurs de l’Institut Fresnel (CNRS, Marseille) et de l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2CB, université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette) ont mis au point une technique simple qui permet d’observer des hyperthermophiles vivre par microscopie optique haute résolution. La technique consiste à cultiver ces micro-organismes sur une lamelle de verre couvertes de nanoparticules d’or, et chauffer ces nanoparticules par une illumination laser. L’absorption intense des nanoparticules permet d’atteindre des températures arbitrairement élevées avec de faibles puissances laser. Cette technique est applicable sur n’importe quel microscope optique utilisé en biologie, et ne requiert pas l’implémentation d’un caisson chauffant. Elle nécessite juste l’utilisation d’une technique de microscopie de phase quantitative, pour cartographier la température aux petites échelles.
Dans un article publié dans Nature Communications, les chercheurs de l’institut Fresnel et de l’I2BC expliquent comment ils ont pu observer pour la première fois la bactérie Geobacillus stearothermophilus se diviser, nager, germiner, et étudier précisément sa vitesse de croissance en fonction de la température.
Ces travaux ouvrent la voie à l’étude de micro-organismes hyperthermophiles par une plus large communauté de biologistes, notamment celle de la bio-imagerie optique, en plein essor aujourd’hui, animée par le développement constant de nouvelles techniques de microscopies optiques permettant d’étudier le vivant à des échelles qui avoisinent le nanomètre, et en 3 dimensions.
Référence : Molinaro, C., Bénéfice, M., Gorlas, A. et al. Life at high temperature observed in vitro upon laser heating of gold nanoparticles. Nat Commun 13, 5342 (2022)
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33074-6
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Contact : Guillaume Baffou
