AFM (Microscope à force atomique)

Le Microscope à Force Atomique (AFM), inventé en 1986, s’est imposé au cours de cette dernière décennie comme un outil de laboratoire privilégié pour la recherche médicale, tant du fait de sa capacité à obtenir des images à haute résolution (de l’ordre du nanomètre) d’objets biologiques seuls ou en interaction avec des partenaires que de sa facilité apparente d’utilisation. Les images tridimensionnelles obtenues résultent du balayage d’une pointe de dimension nanométrique sur une surface sur laquelle ont été déposés préalablement les échantillons biologiques à analyser. Les développements récents permettent d’imager à une plus haute résolution tout en diminuant la force d’impact de la pointe sur la surface et, par conséquent, de limiter la déformation des objets biologiques mais aussi de sonder des interactions spécifiques par une mesure sensible de la force entre la pointe et l’échantillon à l’échelle du piconewton. 

Image topographique de 10 × 10 µm (gauche) de fragments d’ARN en interaction avec une protéine partenaires et zoom numérique de ces fragments (droite, 450 × 450 nm). L’image de gauche est obtenue avec une telle définition (5120 × 5120 pixels) que l’on peut zoomer (ici x20) sur chaque molécule et obtenir une image avec une résolution suffisante pour détecter la présence de partenaire protéique (flèche) ou pas.

La présence de la plate-forme d’imagerie AFM, installée de longue date dans le laboratoire SABNP, a permis aux membres de l’unité d’obtenir des résultats significatifs dans tous leurs sujets et en particulier dans les domaines suivants :

Structure fonction des complexes ARN-protéine

Différents complexes ARN/protéine. Alors que l’ARNm est toujours le même, son association conduit à la formation de structures très différentes et identifiables par AFM à haute résolution

 

 PARylation des protéines impliquées dans les mécanismes de réparation de l’ADN

Fragment d’ADN présentant une lésion simple brin en son milieu et interagissant avec l’enzyme PARP1 (point blanc fléché sur l’image). L’activation de cet enzyme conduit en la formation d’une structure ramifiée, le PolyADPribose. Nous avons démontré que la dimension de la structure dépend du type de dommage et du type d’enzyme activée. PARP1 et PARP2 ne sont pas les seules enzymes à subir la PARylation, d’autres protéines peuvent être le siège de cette polymérisation mais la présence de PARP1 ou 2 est requise

 

Dynamique des microtubules et interactions avec des partenaires protéiques (Tau par exemple) :

Image AFM de microtubules isolés (a) ou associés en fagots (b) sous l’effet d’interactions électrostatiques ou d’une augmentation de l’encombrement macromoléculaire

 

 

 

Contact : Loïc Hamon (loic.hamon@univ-evry.fr)