Une nouvelle technique pour l'analyse métabolique au niveau d'une seule cellule.
Les processus biologiques sont très complexes, impliquant des phénomènes dépendant de nombreux paramètres et des réactions à divers stimuli provenant de l'intérieur comme de l'extérieur de la cellule. Pour comprendre la diversité résultante des phénotypes, il faut étudier expérimentalement des cellules isolées, car l'analyse au niveau d'une population peut masquer les comportements cellulaires individuels. Le projet ISOLATE (Developing single cell technologies for systems biology), financé par l'UE, était un réseau de formation initiale de chercheurs pour l'analyse au niveau d'une seule cellule, afin d'étudier des phénomènes biologiques complexes. Le programme portait sur une gamme de techniques comme la bio-ingénierie, la chimie analytique et la biologie des systèmes, en vue de répondre à des questions clés de biologie sur le métabolisme et la signalisation selon un état sain ou malade. Les chercheurs ont mis au point des dispositifs de microfluidique pour cultiver des cellules isolées, des méthodes optiques très sophistiquées pour analyser les protéines, et des outils pour analyser les métabolites. La puce microfluidique a permis d'isoler des cellules et de les cultiver dans des conditions contrôlées. Ces cellules ont ensuite été analysées à l'aide de pinces optiques et d'imagerie holographique. Les chercheurs ont utilisé pour cela un microscope à fluorescence capable d'imager une seule molécule, comme une protéine, à l'échelle de la milliseconde. Les chercheurs ont testé l'ensemble de la configuration sur des cellules de Saccharomyces cerevisiae dotées de nouvelles fusions génomiques fluorescentes pour le facteur de transcription Mig1 de navette entre le noyau et le cytosol. Ils ont ainsi découvert des comportements dynamiques entre plusieurs conditions métaboliques, et visualisé l'entrée de glucose dans les cellules de levure. Ils ont constaté que si la localisation du Mig1 dans le noyau ou le cytoplasme dépendait de la concentration du glucose, il restait toujours une partie nucléaire soumise à une circulation dynamique. Le projet ISOLATE a aussi mis au point un capteur ATP capable de détecter l'auto-fluorescence du NAD(P), et qui peut servir à étudier le métabolisme au niveau d'une seule cellule. Pour ce système, les scientifiques ont utilisé les biocapteurs métaboliques Peredox et TRACK. Les réalisations du projet représentent des outils importants pour les analyses au niveau d'une seule cellule, et permettent aux chercheurs d'étudier des phénomènes complexes.
Mots‑clés
ISOLATE, microfluidique, pinces optiques, Saccharomyces cerevisiae, Mig1
