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RÉSUMÉ
L'expérimentateur qui souhaite observer des biomolécules peut choisir parmi plusieurs systèmes d’imagerie, dont la microscopie à force atomique (AFM). L'obtention d'une image par AFM se fait par le balayage d'une surface par un microlevier terminé par une pointe de dimension nanométrique. Les déplacements du microlevier sont commandés par les déformations d'une céramique piézo-électrique sous l'effet de la tension qui lui est appliquée. Ainsi interagissent la surface du substrat, l’ADN et éventuellement des protéines. Après un rappel des principes de base de fonctionnement de l’AFM, cet article permet d’établir théoriquement et expérimentalement les conditions pour l’obtention d’informations pertinentes concernant l'interaction propre entre les biomolécules. Les améliorations de cette technique reposent essentiellement sur l’augmentation de la résolution latérale et de la vitesse de balayage.
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Patrick A. curmi
INTRODUCTION
Dans un système d'imagerie biomoléculaire comme la microscopie à force atomique (AFM) où plusieurs partenaires interagissent, ici la surface du substrat, l'ADN et éventuellement des protéines, il est primordial d'établir théoriquement et expérimentalement les conditions permettant d'obtenir des informations biologiquement pertinentes concernant l'interaction propre entre les biomolécules.
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Surfaces et imagerie par AFM des acides nucléiques
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1. Aspects pratiques de l’imagerie de l’ADN par AFM
Loïc HAMON est Maître de conférence à l’Université d’Evry.
Patrick A. CURMI est Directeur de recherche, INSERM.
David PASTRE est Maître de conférence à l’Université d’Evry.
Ils travaillent au Laboratoire structure-activité des biomolécules normales et pathologiques sur la caractérisation des interactions protéine/protéine et ADN/protéines par AFM.
1.1 Principes de fonctionnement de l'imagerie AFM
L'instrumentation et les principes de fonctionnement de l'AFM ont d'ores et déjà été largement détaillés dans cette collection. Néanmoins, pour une meilleure lisibilité de ce dossier, il est nécessaire de rappeler les principes de base de fonctionnement de l'AFM et l'adaptation des différents modes d'imagerie à l'observation de l'ADN et des complexes nucléoprotéiques.
AFM : Atomic Force Microscopy : microscopie à force atomique
ADN : acide désoxyribonucléique
Sur l'AFM Microscopie à force atomique (AFM) [R 1 394] de J.C. Rivoal et de C. Fretigny
L'obtention d'une image par AFM se fait par le balayage d'une surface par un microlevier terminé par une pointe de dimension nanométrique. Les déplacements du microlevier sont commandés par les déformations d'une céramique piézo-électrique sous l'effet de la tension qui lui est appliquée. Les forces d'interaction entre la pointe et la surface sont suivies par un faisceau laser défléchi sur le microlevier vers une photodiode à 4 cadrans qui convertit les déplacements du spot lumineux en signaux électriques. Ceux-ci sont traités par une électronique de contrôle et la répétition de ce processus ligne par ligne sur une zone de balayage aboutit à la construction d'une image tridimensionnelle (figure 1a).
La surface totale balayée peut aller jusqu'à plusieurs milliers de μm2 et dépend de la céramique piézo-électrique utilisée. La résolution...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - RIVOAL (J.C.), FRETIGNY (C.) - Microscopie à Force Atomique. - [R 1 394], Mesures – Essais (2005).
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(4) - MÜLLER (D.J.), SAPRA (K.T.), SCHEURING (S.), KEDROV (A.), FREDERIX (P.L.), FOTIADIS (D.), ENGEL (A.) - Single-molecule studies of membrane proteins. Current Opinion in Structural Biology. - 16/4, p. 489-495 (2006).
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(5) - MILHIET (P.E.), GIOCONDI (M.C.), LE GRIMELLEC (C.) - Cholesterol is not crucial for the existence of microdomains in kidney brush-border membrane models. - J. Biol. Chem., 277, p. 875-878 (2002).
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(6) - PASHLEY (R.M.) - Hydration...
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