Une nouvelle plate-forme d’antenne optique pour la détection sans marquage de protéines uniques dans l’UV avec des résolutions et une sensibilité sans précédent
L’un des objectifs ultimes de la biologie moléculaire est d’observer le fonctionnement des protéines individuelles dans leur état natif. Cependant, l’approche courante actuelle de la fluorescence à molécule unique repose sur l’introduction de marqueurs fluorescents externes qui peuvent entraîner des problèmes affectant les résultats expérimentaux. Comme alternative au marquage par fluorescence, travailler dans l’ultraviolet est séduisant pour profiter de l’autofluorescence naturellement présente dans la grande majorité des protéines. Cependant, les protéines émettent des ordres de grandeur moins que les colorants fluorescents conventionnels, de sorte que la détection UV d’une seule protéine est restée un défi jusqu’à présent.
Dans une publication récente dans Nature Communications, des chercheurs de l’Institut Fresnel présentent une nouvelle plate-forme d’antenne optique pour la détection sans marquage de protéines uniques dans l’UV avec des résolutions et une sensibilité sans précédent. L’approche combine (i) un réflecteur conique pour la collecte de fluorescence à des angles ultra-élevés avec (ii) une nano-ouverture métallique pour l’amélioration de la fluorescence et la réduction du bruit de fond. Pour démontrer expérimentalement l’utilité de notre approche et son application directe aux défis biochimiques, la détection en temps réel de l’autofluorescence UV à partir de protéines uniques immobilisées et diffusantes est démontrée, ainsi que des expériences surveillant la dénaturation d’une protéine. Fait important pour les applications biochimiques, toutes les expériences sur une seule molécule sont réalisées sur des protéines sans marquage et dans des conditions physiologiques, ce qui est unique dans ce domaine scientifique.
Les antennes optiques UV ouvrent une nouvelle forme de spectroscopie permettant l’étude de protéines individuelles dans leur état natif et en temps réel. Ce travail fournit un saut vers la conception d’essais biochimiques avec une résolution de protéine unique sans marquage ainsi que des nanosources optiques brillantes.
Référence : « Ultraviolet optical horn antennas for label-free detection of single proteins » ; A. Barulin, P. Roy, J.-B. Claude, J. Wenger, Nature Communications, 5 avril 2022
– https://doi.org/10.1038/s41467-022-29546-4
Financements : Ce projet a reçu un financement du Conseil européen de la recherche (ERC) dans le cadre du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne (accord de subvention n° 723241 TryptoBoost).
Contact Chercheur : Jérôme Wenger – Équipe MOSAIC, Institut Fresnel, Marseille – www.jeromewenger.com
– Article sur le site de l’INSIS : « Observer une protéine unique sans marqueur grâce à une antenne optique dans l’ultra-violet »
